Akar

Pada tumbuhan berpembuluh, akar adalah organ tumbuhan yang berperan penting dalam menahan berdirinya tumbuhan dan menyerap air serta nutrisi ke dalam tubuh tumbuhan, yang memungkinkan tumbuhan tumbuh lebih tinggi dan lebih cepat.^[1] Akar sering kali terletak di bawah permukaan tanah, tetapi akar juga bisa mengalami modifikasi dan terspesialisasi. Misalnya akar udara atau akar aerial, jenis akar ini biasanya tumbuh di atas tanah atau terutama di atas air.

Fungsi

Akar berperan penting dalam penyerapan air dan nutrisi tumbuhan serta menjadi penopang batang tumbuhan di atas tanah.^[2]

Anatomi

Morfologi akar dibagi menjadi empat zona: tudung akar, meristem apikal, zona perpanjangan, dan rambut akar.^[3] Tudung akar membantu akar-akar baru menembus tanah. Tudung akar ini terkelupas saat akar masuk lebih dalam menciptakan permukaan berlendir yang menyediakan pelumas. Meristem apikal di belakang penutup akar menghasilkan sel akar baru yang memanjang. Kemudian, rambut akar akan terbentuk, rambut akar inilah yang menyerap air dan nutrisi mineral dari tanah.^[4] Akar pertama pada tumbuhan berbiji disebut radicle, yang berkembang dari embrio tumbuhan setelah biji berkecambah.

Saat dibedah, susunan sel di dalam akar adalah rambut akar, epidermis, epiblem, korteks, endodermis , pericycle dan, terakhir, jaringan vaskular di tengah akar untuk mengangkut air yang diserap oleh akar ke bagian lain tumbuhan.^{[butuh klarifikasi]}

Sebagai respons terhadap konsentrasi nutrisi, akar juga mensintesis sitokinin, yang bertindak sebagai sinyal kecepatan pertumbuhan tunas. Akar sering berfungsi sebagai penyimpanan makanan dan nutrisi. Akar dari sebagian besar spesies tumbuhan vaskular bersimbiosis dengan jamur tertentu untuk membentuk mikoriza. Sejumlah besar organisme lain, termasuk bakteri juga sering kali hidup di akar.^[5]

Sejarah evolusi

Jejak fosil dari akar—atau lebih tepatnya, lubang yang terisi dari sisa-sisa akar yang membusuk—bisa dirunut dari akhir periode Silurian, sekitar 430 juta tahun yang lalu.^[6] Identifikasi akar cenderung sulit, karena cetakan dari fosil akar sangat mirip dengan liang hewan. Fosil akar dapat dibedakan menggunakan berbagai fitur.^[7] Perkembangan evolusioner akar kemungkinan besar terjadi dari modifikasi rimpang dangkal (batang horizontal termodifikasi) yang menopang tumbuhan vaskular primitif. Akar primitif ini kemudian mengalami perkembangan dalam bentuk rimpang berserabut (disebut rizoid) yang menopang tumbuhan dan mengalirkan air ke tanaman dari tanah.^[8] Rimpang dangkal adalah bentuk primitif dari akar, meskipun tidak memiliki peran fungsional yang sama dengan akar modern. Seiring berjalannya waktu, modifikasi pada struktur rimpang ini terjadi sebagai bagian dari perkembangan evolusi tumbuhan.

Pertumbuhan

Pertumbuhan awal akar merupakan salah satu fungsi dari meristem apikal yang terletak di dekat ujung akar. Sel-sel meristem sedikit banyak terus membelah, menghasilkan lebih banyak meristem, sel-sel tudung akar (dikorbankan untuk melindungi meristem), dan sel-sel akar yang tidak berdiferensiasi. Sel-sel ini kemudian menjadi jaringan primer akar, setelah sebelumnya mengalami pemanjangan, suatu proses yang mendorong ujung akar ke dalam media tumbuhnya. Secara bertahap sel-sel ini berdiferensiasi dan matang menjadi sel-sel khusus jaringan akar.^[9]

Kedalaman

Distribusi akar tumbuhan vaskular di dalam tanah bergantung pada bentuk tumbuhan, ketersediaan air dan unsur hara secara spasial dan temporal, serta sifat fisik tanah. Akar terdalam umumnya ditemukan di gurun dan hutan jenis konifera beriklim sedang. Akar tumbuh paling dangkal di daerah tundra, hutan boreal, dan padang rumput beriklim sedang. Akar hidup terdalam yang diamati, setidaknya 60 meter di bawah permukaan tanah, diamati selama penggalian tambang terbuka di Arizona, AS. Beberapa akar bisa tumbuh ke dalam tanah hingga setinggi pohonnya. Mayoritas akar pada sebagian besar tanaman ditemukan relatif dekat dengan permukaan tanah, di mana ketersediaan hara dan aerasi lebih baik untuk pertumbuhan. Kedalaman perakaran mungkin secara fisik dibatasi oleh batuan atau tanah yang padat di bawah permukaan tanah, atau oleh kondisi tanah anaerobik.

Rekor

Spesies	Lokasi	Kedalaman perakaran maksimum (m)	Referensi^[10]^[11]
Boscia albitrunca	Gurun Kalahari	68	Jennings (1974)
Juniperus monosperma	Dataran tinggi Colorado	61	Cannon (1960)
Eucalyptus sp.	Hutan Australia	61	Jennings (1971)
Acacia erioloba	Gurun Kalahari	60	Jennings (1974)
Prosopis juliflora	Gurun Arizona	53.3	Phillips (1963)

Interaksi tumbuhan

Tumbuhan dapat berinteraksi satu sama lain di lingkungannya melalui sistem perakaran. Penelitian telah menunjukkan bahwa interaksi antar tumbuhan terjadi di antara sistem perakaran melalui media tanah. Para peneliti telah menguji apakah tumbuhan yang tumbuh dalam kondisi lingkungan akan mengubah perilakunya jika tanaman di dekatnya terkena kondisi kekeringan.^[12] Karena tumbuhan di dekatnya tidak menunjukkan perubahan pada celah stomata, para peneliti percaya bahwa sinyal kekeringan menyebar melalui akar dan tanah, bukan melalui udara sebagai sinyal kimiawi yang mudah menguap.^[13]

Interaksi tanah

Mikrobiota tanah dapat menekan penyakit dan simbion akar yang menguntungkan (jamur mikoriza lebih mudah tumbuh di tanah yang steril). Inokulasi dengan bakteri tanah dapat meningkatkan ekstensi ruas, memicu dan mempercepat pembungaan. Migrasi bakteri di sepanjang akar bervariasi sesuai dengan kondisi alami tanah. Sebagai contoh, penelitian telah menemukan bahwa sistem perakaran biji gandum yang diinokulasi dengan Azotobacter menunjukkan populasi yang lebih tinggi di tanah yang mendukung pertumbuhan Azotobacter. Beberapa penelitian tidak berhasil meningkatkan kadar mikroba tertentu (seperti P. fluorescens) di tanah alami tanpa sterilisasi sebelumnya.^[14]

Akar semu

Organ atau jaringan yang secara anatomi tidak dapat dianggap sebagai akar tetapi memiliki fungsi yang serupa dengan akar dinamakan akar semu atau rizoid (Lat. rhizoid). Istilah ini biasanya disematkan pada individu yang bukan termasuk tumbuhan berpembuluh tetapi dapat melekat pada suatu objek tertentu menggunakan alat yang mirip fungsinya dengan akar, yaitu untuk melekat, menjangkar, atau menyerap hara dari tempatnya tumbuh. Alga dan fase gametofit tumbuhan lumut serta tumbuhan paku memiliki rizoid. Beberapa tumbuhan pterofit (Euphyllophyta) juga memiliki rizoid yang merupakan modifikasi daun atau batang. Contohnya adalah Azolla dan Salvinia, serta Lemna.^[15]

Referensi

^ Harley Macdonald & Donovan Stevens (3 September 2019). Biotechnology and Plant Biology. EDTECH. hlm. 141–. ISBN 978-1-83947-180-3.
^ "Plant parts=Roots". University of Illinois Extension.
^ Yaacov Okon (24 November 1993). Azospirillum/Plant Associations. CRC Press. hlm. 77–. ISBN 978-0-8493-4925-6.
^ "Backyard Gardener: Understanding Plant Roots". University of Arizona Cooperative Extension.
^ Sheldrake, Merlin (2020). Entangled Life. Bodley Head. hlm. 148. ISBN 978-1847925206.
^ Retallack GJ (1986). "The fossil record of soils" (PDF). Dalam Wright VP. Paleosols: their Recognition and Interpretation. Oxford: Blackwell. hlm. 1–57. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2017-01-07.
^ Hillier R, Edwards D, Morrissey LB (2008). "Sedimentological evidence for rooting structures in the Early Devonian Anglo–Welsh Basin (UK), with speculation on their producers". Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 270 (3–4): 366–380. Bibcode:2008PPP...270..366H. doi:10.1016/j.palaeo.2008.01.038.
^ Amram Eshel; Tom Beeckman (17 April 2013). Plant Roots: The Hidden Half, Fourth Edition. CRC Press. hlm. 1–. ISBN 978-1-4398-4649-0.
^ Russell PJ, Hertz PE, McMillan B (2013). Biology: The Dynamic Science. Cengage Learning. hlm. 750. ISBN 978-1-285-41534-5. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2018-01-21. Diakses tanggal 2017-04-24.
^ Canadell J, Jackson RB, Ehleringer JB, Mooney HA, Sala OE, Schulze ED (December 1996). "Maximum rooting depth of vegetation types at the global scale". Oecologia. 108 (4): 583–595. Bibcode:1996Oecol.108..583C. doi:10.1007/BF00329030. PMID 28307789.
^ Stonea EL, Kaliszb PJ (1 December 1991). "On the maximum extent of tree roots". Forest Ecology and Management. 46 (1–2): 59–102. doi:10.1016/0378-1127(91)90245-Q.
^ Chamovitz, Daniel. (2017). What a plant knows : a field guide to the senses. ISBN 9780374537128. OCLC 1041421612.
^ Falik O, Mordoch Y, Ben-Natan D, Vanunu M, Goldstein O, Novoplansky A (July 2012). "Plant responsiveness to root-root communication of stress cues". Annals of Botany. 110 (2): 271–80. doi:10.1093/aob/mcs045. PMC 3394639 . PMID 22408186.
^ Bowen GD, Rovira AD (1976). "Microbial Colonization of Plant Roots". Annu. Rev. Phytopathol. 14: 121–144. doi:10.1146/annurev.py.14.090176.001005.
^ "Akar - Pengertian, Fungsi, Struktur, Sifat, Anatomi, Jenis, Pertumbuhan & Cara Kerja". RimbaKita.com. 2022-01-12. Diakses tanggal 2022-05-25.

Bacaan lanjutan

Baldocchi DD, Xu L (October 2007). "What limits evaporation from Mediterranean oak woodlands–The supply of moisture in the soil, physiological control by plants or the demand by the atmosphere?". Advances in Water Resources. 30 (10): 2113–22. Bibcode:2007AdWR...30.2113B. doi:10.1016/j.advwatres.2006.06.013.
Brundrett, M. C. (2002). "Coevolution of roots and mycorrhizas of land plants". New Phytologist. 154 (2): 275–304. doi:10.1046/j.1469-8137.2002.00397.x . PMID 33873429 Periksa nilai |pmid= (bantuan).
Clark, Lynn (2004). "Primary Root Structure and Development – lecture notes" (PDF). Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 3 January 2006.
Coutts MP (1987). "Developmental processes in tree root systems". Canadian Journal of Forest Research. 17 (8): 761–767. doi:10.1139/x87-122.
Raven JA, Edwards D (2001). "Roots: evolutionary origins and biogeochemical significance". Journal of Experimental Botany. 52 (Suppl 1): 381–401. doi:10.1093/jxb/52.suppl_1.381. PMID 11326045.
Schenk HJ, Jackson RB (2002). "The global biogeography of roots". Ecological Monographs. 72 (3): 311–328. doi:10.2307/3100092. JSTOR 3100092.
Sutton RF, Tinus RW (1983). "Root and root system terminology". Forest Science Monograph. 24: 137.
Phillips WS (1963). "Depth of roots in soil". Ecology. 44 (2): 424. doi:10.2307/1932198. JSTOR 1932198.
Caldwell MM, Dawson TE, Richards JH (1998). "Hydraulic lift: consequences of water efflux from the roots of plants". Oecologia. 113 (2): 151–161. Bibcode:1998Oecol.113..151C. doi:10.1007/s004420050363. PMID 28308192.