Perkembangan Akar

Perkembangan Akar
Akar merupakan organ vegetatif utama yang memasok air, mineral dan bahan-bahan yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Walaupun memiliki sumbangan yang sangat penting, seringkali, bahkan terlalu sering, akar itu tidak diperdulikan, karena akar itu tidak tampak, maka tidak dipikirkan.
Penelitian mengenai akar sangat terbatas, jika dibandingkan dengan penelitian mengenai organ tubuh tumbuhan lainnya, sebagian besar disebabkan oleh kesulitan yang ada untuk mempelajarinya. Walaupun demikian, terdapat lebih banyak kesempatan untuk merangsang pertumbuhan tanaman dengan cara mengubah lingkungan perakaran dibandingkan dengan mengubah lingkungan pucuk. Udara, air, dan kondisi mineral rizosfer (lingkungan perakaran) relatif mudah diubah melalui praktik pertanian.

Diferensiasi Jaringan pada Akar
Agak jauh dari promaristem apikal pada akar, dapat dibeda-bedakan epidermis, korteks, dan silinder vaskuler. Perisikel dapat pula diidentifikasi dekat maristem apikal. Karena tidak mungkin membedakan secara jelas antara maristem jaringan pembuluh dan maristem jaringan bukan pembuluh, maka belum jelas apakah perisikel itu berkembang dari prokambium atau dari maristem dasar. Sel-sel prokambium yang berdiferensiasi ke dalam unsur-unsur trakea segera dapat diperbedakan dari sel-sel yang akan membentuk unsur-unsur floem. Sel-sel yang disebut lebih dahulu itu membesar dan vakuolanya besar-besar, yang disebut kemudian mengalami banyak sekali pembelahan tanpa menjadi besar, sehingga menjadi amat kecil.
Tingkat pemunculan berbagai unsur trakea, dibandingkan dengan tingkat pematangan yang harus dijalani, sangat menarik. Sel-sel yang berkembang menjadi unsur-unsur metaxilem itu menjadi besar, bersama-sama dengan vakuola yang ada didalamnya, sebelun sel-sel tersebut berdiferensiasi kedalam unsur-unsur protoxilem, sedangkan tentu saja tingkat pematangan justru sebaliknya. Karena itu dimensi akhir unsur-unsur metaxilem jauh lebih besar dibandingkan dengan ukuran akhir. Hal ini terutama amat nyata pada protoxilem (Heimsch,1951).
Perkembangan ontogenik dari sistem pembuluh primer akar itu lebih sederhana dibanding dengan batang, karena diferensiasi sistem vaskuler pada batang itu berkaitan dengan perkembangan daun. Sistem pembuluh pada akar berkembang secara terpisah dari organ lateral dan prokambium berkembang secara akropetal sebagai kelanjutan tak terputus jaringan pembuluh pada bagian-bagian akar yang lebih matang. Diferensiasi dan pematangan xilem dan floem juga secara akropetal (Popham,1955) dan mengikuti proses pada prokambium. Dari penelitian yang amat cermat yang dilakukan sampai sekarang itu ternyata bahwa unsur-unsur protofloem menjadi matang lebih ke arah maristem apikal dibandingkan dengan unsur-unsur trakea yang pertama-tama. Dari sini tampaklah bahwa proses pematangan unsur protoxilem dan unsur protofloem itu juga lebih sederhana pada akar dari pada batang, dalam hal ini diferensiasi awal pada xilem yang dekat dengan promordium daun dalam dua arah. Pada umumnya diferensiasi jaringan akar dibelakang promaristem apikal dapat dirangkum sebagai berikut : pembelahan periklinal dalam korteks berhenti dekat tingkatan dengan unsur tipis menjadi matang; diluar daerah ini akar mengalami pemanjangan cepat, dan pematangan protoxilem biasanya hanya berlangsung pada saat proses pemanjangan hampir selesai; jalur caspari berkembang dalam sel-sel endodermis sebelum pematangan unsur-unsur protoxilem dan pada umumnya juga sebelum timbulnya rambut-rambut akar.

Fungsi Akar
Pertumbuhan akar yang kuat diperlukan untuk kekuatan dan pertumbuhan pucuk pada umumnya. Apabila akar mengalami kerusakan karena gangguan secara biologis, fisik, atau mekanis dan menjadi kurang berfungsi, maka pertumbuhan pucuk juga akan kurang berfungsi.
Akar melayani tanaman dalam fungsi sebagai berikut (Weaver,1926) :
1. Penyerapan
2. Penambahan (anchorage)
3. Penyimpanan
4. Transpor, dan
5. Pembiakan
Akar juga merupakan sumber utama beberapa pengatur pertumbuhan tanaman tertentu.
Penyerapan air dan mineral terutama terjadi melalui ujung akar dan bulu akar, walaupun bagian akar yang lebih tua dan lebih tebal juga menyerap sebagian. Akar yang lebih tua memainkan fungsi yang diperlukan untuk transport dan penyimpanan bahan, yang beranalogi dengan transport bahan dari dan ke daun melalui batang dan percabangan.
Penambatan bukan hanya berarti memegang tanaman itu ditempatnya. Akar sendiri perlu ditambat melawan gaya yang diberikan oleh bagian ujung yang menembus zona tanah yang padat.
Akar seringkali berfungsi sebagai organ utama untuk penyimpanan cadangan makanan, terutama untuk dikotil. Akar dikotil dilengkapi dengan korteks, empulur, atau jaringan parenkim. Akar rumput-rumputan biasanya lebih halus, dan dibandingkan dengan akar dikotil hanya memiliki sedikit kapasitas penyimpanan.

Kambium pada Akar
Pertumbuhan sekunder pada berbagai akar itu sangat berguna. Akar tunggang dan akar lateral utama pada gimnosperma dan dikotiledon berkayu biasanya mengalami penebalan sekunder kecuali ranting-rantingnya yang paling kecil. Pada akar beberapa kotiledon herba, terkadang penebalan sekunder sama sekali tidak ada, atau hanya berupa sisa (umpamanya Ranunculus) atau dapat pula berkembang dengan baik (misalnya Medicago).
Akar monokotiledon pada umumnya tidak mengalami penebalan sekunder, akan tetapi pada beberapa misalnya, Dracaena, penebalan seperti itu memang ada.
Pada akar gimnospermae dan dikotiledon yang mempunyai penebalan sekunder kambium mula-mula tampak dibagian dalam floem. Setelah sel-sel kambium ini membentuk beberapa unsur sekunder, sel-sel perisikel disisi luar gugus protoxilem mulai membelah diri, dan sel-sel dalam yang berasal dari pembelahan ini membentuk sel-sel kambium.

Inisiasi dan Pertumbuhan Akar
Panjang akar merupakan hasil perpanjangan sel-sel dibelakang maristem ujung, sedangkan pelebaran yang lebih daripada pembesaran sel-sel ujung merupakan hasil dari maristem lateral atau pembentukan kambium, yang memulai pertumbuhan sekunder dari maristem kambium. Pertumbuhan panjang dan lingkar akar umumnya beranalogi dengan pertumbuhan panjang dan lingkar pada pucuk. Walaupun demikian, percabangan lateral tidak analog, karena percabangan akar muncul dari lingkaran tepi yang jauh didalam jaringan tua atau jaringan yang berdiferensiasi, suatu morfogenesis yang jelas berbeda dari percabangan pada pucuk yang munculnya dari ujung dan asalnya dari permukaan.
Berdasarkan aktivitas enzim ATPase yang menunjukkan laju metabolik yang tinggi sebagai karakteristik maristem, dapat dialokasikan maristem subapikal sepanjang beberapa milimeter dari ujung akar.
Sel-sel baru dari maristem ujung akar mungkin dibagi ke pelebaran akar atau ke pembaruan tudung akar. Tudung akar memainkan peranan penting dalam melindungi maristem akar dari kerusakan fisik selama penerobosan tanah dan mungkin dalam menunjukkan arah penerobosan. Sel-sel tudung akar yang terkelupas juga memberikan pelumas untuk ujung yang sedang tumbuh, menjadi tambahan bahan organik tanah. Tudung akar juga menghasilkan asam absisat, suatu bahan pertumbuhan tanaman.
Maristem ujung akar berbeda dari maristem ujung pucuk, karena maristem ujung akar relatif rendah kandungan DNA, RNA, dan aktivitas mitosisnya (Milthorpe dan Moorby, 1974).

Pelebaran Akar
Maristem akar mampu melaksanakan pertumbuhan yang kontinue, tidak terbatas pada akibat pelebaran akar untuk periode yang secara potensial tidak terbatas. Pertumbuhan mungkin terjadi pada seluruh musim tumbuh atau bahkan lebih lama, yang menghasilkan penerobosan sampai 2 m per musim. Akar yang terpotong ternyata dapat tumbuh selama 40 sampai 50 minggu, tetapi hanya jika kandungan sukrosa mediumnya relatif rendah dan larutan kulturnya sering diganti (Street, 1959).

Akar lateral
Akar maristem berasal dari maristem yang terbentuk didalam lingkaran tepi beberapa sentimeter dari ujung akar. Akar rateral atau akar baru menembus endodermis dan korteks setelah pembelahan dan perpanjangan sel mendorong ujung akar baru kearah permukaan akar (Clowes,1969). Pada dikotil pembentukan akar lateral berlawanan dengan titik ujung dari bintang xilem (pola pembentukan xilem dalam irisan melintang akar).
Pembentukan akar lateral itu dikendalikan secara genetik, tetapi juga sangat dipengaruhi oleh lingkungan. Kendali genetik merupakan akibat dari 3 faktor :
1. Produksi penghambat –β pada ujung akar, yang berhubungan dengan dominansi ujung (street,1959, Clowes,1978)
2. Produksi bahan penggiat pertumbuhan pada pucuk, yang ditranspor ke pucuk (misalnya : auksin, tiamin, asam nikotimat, dan adenin).
3. Suatu keseimbangan atau interaksi antara bahan penghambat pertumbuhan dan bahan penggiat pertumbuhan. Luka atau penghilangan ujung akar menghilangkan dominansi ujung dan menggiatkan pembentukan akar lateral.
Primordium akar lateral agaknya terdapat pada banyak tumbuhan dalam urutan yang lebih kurang beraturan (Riopel,1966; Mallory et al,1970). Diketahui bahwa semakin kecil jumlah kutub protoxilem (situs potensial pembentukan akar leteral) semakin besar derajatnya dalam penataan akar-akar lateral. Rupanya jarak primordium akar lateral dalam bidang horizontal ditentukan oleh kekerabatannya dengan sistem vaskuler yang berkembang, dan tidak ada atau hanya sedikit rintangan atau saingan antara primordium-primordium yang terletak diantara kutub-kutub protoxilem yang dekat berhadapan.

Sistem Perakaran
Dalam medium perakaran yang homogen dan bebas penghalang, yang jarang atau tidak pernah ada di alam, pertumbuhan akar menghasilkan konfigurasi geometrik: suatu hemisfer, silinder, kerucut, atau kerucut terbalik, tergantung genotipnya. Konfigurasi dan komponen-komponennya pada titik tertentu pada daur hidupnya disebut sistem perakaran. Beberapa faktor ikut menentukan perbedaan karakteristik dalam arsitektur sistem perakaran, seperti kehalusan, kebiasaan percabangan, dan geotropisme. Faktor tanah juga sengat mempengaruhi pertumbuhan akar dan arsitektur sistem. Yaitu : Genotipe, Persaingan tanaman, Penghilangan daun, Atmosfer tanah, pH tanah, Suhu tanah, Kesuburan tanah, Air, Daya mekanik dan Fisik.
By. Fitriaji NH