Soalan D : Faktor persekitaran dikatakan boleh menyebabkan tumbuhan terevolusi. Dengan menggunakan satu contoh tumbuhan primitif dan tumbuhan lebih maju, bandingbezakan mofologi, pemakanan, kitar hidup dan habitat serta jelaskan evolusi/adaptasi di antara dua tumbuhan tersebut dan kepentingannya.

Jawapan:Morfologi

Lumut

Pengelasan saintifikAlam: PlantaeDivisi: Bryophyta

Subfamili: Takakiopsida Sphagnopsida Andreaeopsida Andreaeobryopsida Oedipodiopsida Polytrichopsida Tetraphidopsida Bryopsida

Kaktus

Pengelasan saintifikAlam: PlantaeDivisi: MagnoliophytaKelas: MagnoliopsidaOrder: CaryophyllalesKeluarga: CactaceaeSubfamili: Cactoideae Maihuenioideae Opuntioideae Pereskioideae

Sel – sel penyusun tubuhnya telah memiliki dinding sel yang terdiri dari selulosa.

Sukulen (Mempunyai batang berongga dan berlendair untuk menyimpan air dalam jangka masa yang panjang.

Pada semua tumbuhan yang tergolong lumut terdapat persamaan bentuk susunangametangiumnya (anteredium mahupun arkegonium) terutama susunan arkegoniumnya, mempunyai susunan yang khas yang sering kita jumpai pada tumbuhan paku (pteridophyta).

Metabolisme Khas yang membantu menyesuaikan dengan iklim panas. Liang Stoma akan terbuka di malam hari ketika cuaca lebih dingin dibandingkan siang hari yang terik.Pada malam hari, kaktus juga mengambil CO2 dari lingkungan dan menyimpannya di vakuola untuk digunakan ketika fotosintesis berlangsung disiang hari

Batang dan daun pada tumbuhan lumut yang tegak mempunyai susunan yang berbeza - beza, jika batangnya dilihat secara melintang kelihatan bahagian - bahagian sebagai berikut:1. Selapis sel kulit, beberapa sel diantaranya memanjang membentuk rizoid - rizoid epidermis.

Duri yang panjang serta tajam pada bahagian batang yang berfungsi menghalang haiwan herbivore dari memakannya

2. Lapisan kulit dalam yang tersusun atas beberapa lapisan sel dinamakan korteks.3. Silinder pusat terdiri dari sel - sel parenkimatik yang memanjang dan berguna untuk mengangkut air dan garam - garam mineral (makanan). Jadi pada tumbuhan lumut belum terdapat floem mahupun xylem.Daun lumut umumnya setebal satu lapis sel, kecuali ibu tulang daun, lebih dari satu lapis sel. sel-sel daun kecil, sempit panjang dan mengandungi kloroplas yang tersusun seperti jala.

Daun yang keras, kecil, berbentuk jarum dan berduri untuk mengurangkan kadar kehilangan air melalui pepeluhan.

Pada tumbuhan lumut hanya terdapat pertumbuhan memanjang dan tidak ada pertumbuhan membesar

Mempunyai akar yang panjang dan lebar supaya mudah menyerap air di bawah tanah sebanyak mungkin supaya ia boleh hidup semasa musim kering

Belum mempunyai akar sebenar, lumut mempunyai Rizoid yang kelihatan seperti rambut / benang - benang, berfungsi sebagai akar untuk melekat pada tempat tumbuhnya dan menyerap air serta garam-garam mineral (makanan).Rhizoid terdiri atas beberapa lapis deretan sel parenkim.

Bunga kaktus bermahkota berbentuk pipa, warna bentuk bunganya beraneka jenis, mulai dari kuning, merah, jingga, ungu, dan putih. Buahnya berbentuk oval atau bulat. Bunganya terletak di pucuk batang dan di bawahnya. Buahnya berbentuk bulat, telur, atau lonjong. Buahnya boleh berisi dan boleh kering berwarna merah, kuning, atau oren manakala bentuk bijinya beraneka jenis.

Struktur sporofit (Sporogonium) tubuh lumut terdiri atas:1. Vaginula, kaki yang diselubungi sisa dinding arkegonium.2. Seta atau tangki3. Apofisis, iaitu ujung seta yang agak melebar yang merupakan peralihan antara seta dankotak spora4. Kaliptra atau tudung berasal dari dinding arkegonium sebelah atas menjadi tudung kotakspora.5. Kolumela, rangkaian yang tidak ikut mengambil bahagian dalam pembentukan spora.

Ketinggian Batang yang mencapai lebih 15 m

Sporofit terdiri atas kapsul dan seta. Sporofit yang ada pada hujung gametofit berwarna hijau dan mempunyai klorofil yang membolehkan melakukan fotosintesis.

Tiada kutikel berlilin dan batang tiada fail vaskular atau tidak mempunyai xilem dan floemUkuran tinggi tubuh ± 20 cm atau kurang daripada 15 cmAda yang mempunyai jasad taloid seperti piring yang pipih secara dorsiventral

Pemakanan

Lumut KaktusBerwarna hijau, kerana sel-selnya memiliki kloroplas (plastida). Menjalani proses fotosintesis untuk membuat makanan sendiri

Batang kaktus kebanyakannya berwarna hijau yang berperanan menggantikan daun sebagai tempat proses fotosintesis (membuat makanan sendiri)

Habitat

Lumut KaktusHidup di dalam paya atau kawasan-kawasan lembap.(Higrofit : Tumbuhan yang menyesuaikan diri dengan lingkungan lembap )

Hanya satu perempat daripada keseluruhan jumlah keseluruhan spesies kaktus yang hidup di kawasan gurun.Selebihnya hidup pada daerah semi-gurun, padang rumput kering, hutan meranggas, atau padang rumput.Umumnya, tumbuhan ini hidup di kawasan beriklim tropika dan subtropika.

Memerlukan jumlah percahayaan matahari yang agak sedikit

Memerlukan jumlah percahayaan matahari yang sederhana

Memerlukan jumlah hujan yang agak banyak Boleh hidup dikawasan yang jumlah sedikit taburan hujan

Suhu & kelembapan yang rendah Suhu & kelembapan yang agak tinggi

Kitar Hidup

Lumut KaktusPembiakan aseksual dengan spora dan gemma / kuncup. Namun lumut juga boleh membiak dengan seksual dan aseksual yang dilakukan secara bergilir-gilir (metagenesis). Fasa gametofit (tumbuhan lumut) dan sprofit (Sporogonium). Pembiakan dihasilkan di dalam Antheridium untuk penghasilan gamet jantan dan di dalam Arkhegonium untuk penghasilan gamet betina.

Metagenesis / pergiliran keturunan seksual adalah merupakan penyatuan gamet jantan dan gamet betina. Sila rujuk carta dibawah.

Carta Metagenesis lumut

Semua kaktus membiak. Bunga mereka mempunyai kedua-dua bahagian gamet jantan dan gamet betina. Bahagian jantan menghasilkan debunga iaitu serbuk kuning. Dalam usaha kaktus untuk membiak, debunga (anter) dari gamet jantan mesti tersenyawa pada stigma yang kemudian akan tersenyawa pada sel telur pada bahagian gamet betina (Ovari). Burung, kelawar, dan serangga tertarik kepada warna-warna terang atau aroma bunga kaktus. Rajah dibawah menunjukkan contoh Bunga Kaktus yang sedang kembang dan cantik bagi menarik haiwan untuk membantu pendebungaan untuk proses pembiakan.

Rajah 1 : Bunga kaktus berkembang mekar dan berwarna- warni

Ketika makan, makhluk-makhluk ini memindahkan debunga secara tidak langsung dari satu bahagian debung (anter) ke bahagian stigma (organ gamet betina). Beberapa debunga akan mencapai sel telur gamet betina didalam ovary dan proses ini dipanggil pendebungaan. Dari sel-sel telur yang disenyawakan tadi, buah-buahan akan terbentuk. Sebagai contoh kaktus dari jenis berry berisi yang mengandungi biji hitam atau coklat. Benih kaktus bertaburan oleh burung, angin, dan hujan. Sebuah organ pembiakan kaktus boleh menghasilkan kira-kira berjuta benih semasa hayatnya, tetapi hanya satu atau dua benih hidup cukup lama untuk menghasilkan kaktus baru. Sesetengah kaktus membiak dengan cara seksual dan aseksual; membiak tanpa benih dan bunga. Kedua-dua pir berduri dan kaktus cholla mempunyai batang dengan sendi yang dihubungkan agak lemah. Sering kali sebahagian batang melentuk luar dan melekat

Proses Kitar Hidup Lumut:

Keterangan:Pada kitaran hidup tumbuhan lumut, sporofit menghasilkan spora yang akan berkecambah menjadi protonema. Selanjutnya dari protonema akan muncul gametofit. Generasi gametofit mempunyai satu set kromosom (haploid) dan menghasilkan organ seks (gametangium) yang disebut archegonium (betina) yang menghasilkan sel telur dan antheredium (jantan) yang menghasilkan sperma berflagella (antherezoid dan spermatozoid). Gametangium biasanya dilindungi oleh daun-daun khusus yang disebut bract (daun pelindung) atau oleh jenis struktur pelindung yang lain (Mishler et al., 2003). Gametangium jantan (antheredium) berbentuk bulat atau seperti gada, sedangkan gametogonium betinanya (arkegonium) berbentuk seperti botol dengan bahagian lebar disebut perut dan bahagian yang sempit disebut leher. Gametangia jantan dan betina dapat dihasilkan pada tanaman yang sama (monoceous) atau pada tanaman berbeza (dioceous) (Gradstein, 2003). Persenyawaan sel telur oleh antherezoid menghasilkan zigot dengan dua set kromosom (diploid). Zigot merupakan awal generasi sporofit. Selanjutnya pembahagian zigot membentuk sporofit dewasa yang terdiri dari kaki sebagai pelekat pada gametofit, seta atau tangkai dan kapsul (sporangium) di bahagian hujungnya.Kapsul merupakan tempat dihasilkannya spora melalui meiosis. Setelah spora masak dan dibebaskan dari dalam kapsul bererti satu kitaran hidup telah lengkap. Gambar rajah dibawah merupakan contoh organ seks

ke dalam tanah. Jika keadaan adalah sesuai, segmen stem kadang kala boleh tumbuh akar baru dan menumbuhkan pucuk yang baru. Ia kemudian berkembang menjadi batang dan bunga sendiri. Kebanyakan kaktus membiak sangat perlahan. Tumbuhan muda mengambil masa selama setahun atau lebih untuk mencapai ketinggian 1 inci (2.5 sentimeter). Paling maksimum kaktus boleh membesar ialah antara 3 atau 4 inci (7.5 hingga 10 sentimeter) setiap setahun. Kaktus dalam persekitaran semula jadi boleh hidup sekitar 50 hingga 200 tahun. Rajah 2 dibawah menunjukkan kadar pertumbuhbesaran kaktus dalam hayatnya.

Rajah 2 : Kadar pertumbuhbesaran kaktus dalam hayatnya.

Pembiakan kaktus biasanya dilakukan melalui biji, buah dan cantasan. Cara cantasan adalah dengan memotong hujung kaktus hingga keluar anak-anaknya. Cara ini paling mudah dilakukan kerana memerlukan masa 4-6 bulan. sementara pembiakan dari biji memerlukan masa setahun. Selain praktikal,penghasilan anak sangat menjimatkan masa, lebih ekonomi dan yang penting sekali hasilnya juga jauh lebih baik dari pembiakan melalui biji dan buah.

jantan Antheredium & organ seks Archegonium betina lumut dengan menggunakan mikroskop.

Antheredium (organ seks jantan) menghasilkan cluster antheridia yang mengandungi beribu – ribu

sperma Ciliata

Archegonium (organ seks betina) menghasilkan archegonia, masing-masing mengandungi telur

perseorangan

Evolusi/adaptasi

Lumut KaktusLumut ialah sejenis tumbuhan Higrofit ( tumbuh di lingkungan yang lembab) yang berkembang biak dengan spora.

Lumut melakukan adaptasi yang membolehkan untuk tumbuh di tanah iaitu:

a) Pertama tumbuhnya diselubungi oleh kutikula lilin yang menolong tubuhnya menyimpan air.

b) Kedua, gamet-gametnya berkembang dalam metangia, sebagai akibatnya zigot hasil vertilisasinya berkembang didalam jaket pelindung.

c) Oleh karena lumut belum memiliki jaringan pengangkut, maka air masuk ke tubuh lumut secara imbibisi.

d) Setelah air masuk ke tubuh lumut, kemudian didistribusikan ke bagian-bagian tumbuhan secara Osmose dengan gaya kapilaritas maupun aliran sitoplasma.

e) Sistem pengangkutan air seperti itu menyebabkan lumut hanya dapat hidup di rawa dan tempat-tempat teduh

f) Lumut tidak pernah berukuran tinggi dan besar, kebanyakan hanya 1-2 cm, dan seringkali besarnya kurang dari 20cm

Kaktus ialah sejenis tumbuhan Xeroflt (iaitu tumbuhan yang menyesuaikan diri dengan lingkungan yang kering)

Kaktus melakukan adaptasi yang membolehkan untuk tumbuh di kawasan gurun (lingkungan yang kering) iaitu:

a) Kaktus telah mengubahsuai daun mereka menjadi bentuk duri bagi mengurangkan proses transpirasi

b) Batang Sukulen (batang berongga dan berlendair untuk menyimpan air dalam jangka masa yang panjang)

c) Metabolisme Khas yang membantu menyesuaikan dengan iklim panas. Liang Stoma akan terbuka di malam hari ketika cuaca lebih dingin dibandingkan siang hari yang terik.Pada malam hari, kaktus juga mengambil CO2 dari lingkungan dan menyimpannya di vakuola untuk digunakan ketika fotosintesisberlangsung disiang hari

d) Duri yang panjang serta tajam pada bahagian batang yang berfungsi menghalang haiwan herbivore dari memakannya

e) Daun yang keras, kecil, berbentuk jarum dan berduri untuk mengurangkan kadar kehilangan air melalui pepeluhan.

f) Pengecilan daun pada saat yang tandus atau kekurangan taburan hujan

g) Mempunyai akar yang panjang dan lebar supaya mudah menyerap air di bawah tanah sebanyak mungkin supaya ia boleh hidup semasa musim kering

h) Duri pada pokok kaktus turut berperanan membenarkan lembapan pada waktu malam berkumpul pada hujungnya dan kemudian air ini akan jatuh bagi membolehkan akar pokok itu menyerap air berkenaan. Pada waktu inilah pokok ini bertindak menyimpan CO2dari lingkungan dan menyimpannya di vakuola dan digunakan ketika fotosintesis berlangsung.

i) Duri yang tajam  menghalang tiupan angin yang kuat terhadap pokok kerana kawasan gurun mempunyai kadar tiupan angin yang agak kuat