Pergerakan Air Pada Tumbuhan

Pergerakan Air Pada Tumbuhan

Setidaknya ada lima mekanisme utama yang menggerakkan air dari suatu tempat ke tempat lainnya, dalam hal ini adalah pada tumbuhan. Antara lain yaitu sebagai berikut:

a.    Difusi

b.    Osmosis

c.    Tekanan kapiler

d.    Tekanan hidrostatik

e.    Gravitasi

1.   Difusi

Difusi ialah pergerakan molekul ataupun ion dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah. Berikut ini adalah beberapa contoh dari difusi:

a)    Jika kita teteskan minyak wangi ke dalam botol lalu botol tersebut ditutup, maka bau dari minyak wangi tersebut akan tersebar ke semua bagian botol. Jika tutup botol tersebut dibuka, maka bau minyak wangi akan segera tersebar ke seluruh ruangan walaupun tidak menggunakan kipas. Hal ini adalah karena terjadinya proses difusi dari botol minyak wangi (konsentrasi tinggi) ke ruangan (konsentrasi rendah).

b)    Jika kita meneteskan tinta ke dalam gelas berisi air, maka warna tinta tersebut akan terlihat menyebar dari tempat tetesan awalnya (konsentrasi tinggi) ke seluruh air di dalam gelas (konsentrasi rendah) tersebut sehingga terjadi keseimbangan. Sebetulnya, selain terjadinya pergerakan tinta, juga terjadi pergerakan air menuju ke tempat tetesan tinta tersebut (dari konsentrasi air yang tinggi ke konsentrasi air yang rendah).

Laju difusi tergantung pada suhu dan densitas (kepadatan) medium. Gas akan berdifusi lebih cepat daripada zat cair, sementara zat padat akan berdifusi lebih lambat jika dibandingkan dengan zat cair. Molekul yang berukuran besar cenderung lebih lambat pergerakannya jika dibandingkan dengan molekul yang lebih kecil. Pertukaran udara melalui stomata adalah salah satu contoh dari proses difusi ini.

Pada saat siang hari terjadi proses fotosintesis pada tumbuhan yang menghasilkan O2 sehingga konsentrasi O2 cenderung meningkat. Peningkatan konsentrasi O2 tersebut akan mengakibatkan difusi O2 dari daun ke udara luar melalui stomata. Dan sebaliknya konsentrasi CO2 didalam jaringan akan menurun (karena dipakai untuk fotosintesis) sehingga CO2 dari udara luar akan masuk melalui stomata.

Beberapa faktor yang mempengaruhi difusi antara lain yaitu:

a)    Suhu

b)    Kepadatan zat

c)    Besar kecilnya perbedaan Konsentrasi

2.   Osmosis

Secara sederhana osmosis ialah difusi melalui membran semi permeabel. Sementara definisi osmosisi secara terperinci ialah peristiwa bergeraknya pelarut antara dua larutan yang dibatasi membran semi permiable dan (selaput permiable diffrensial) yang berlangsung dari larutan yang konsentrasinya tinggi menuju konsentrasi yang lebih rendah.

Suatu larutan yang memiliki tekanan osmosis lebih tinggi dari larutan lain disebut dengan supertonik, sementara kebalikannya disebut dengan hiposonik. Apabila dua larutan sama tekanan osmosisnya, maka hal itu disebut dengan isotonik atau isomosi. Masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis adalah salah satu contoh proses osmosis.

Di dalam tubuh organisme multiseluler, air akan bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan sangat leluasa. Selain air, molekul yang berukuran kecil seperti halnya O2 dan CO2 juga akan dengan mudah melewati membran sel. Molekul-molekul ini akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi yang tinggi menuju ke konsentrasi yang rendah. Proses Osmosis ini akan berhenti apabila konsentrasi zat dikedua sisi membran sudah mencapai keseimbangan. Osmosis juga dapat terjadi dari sitoplasma ke organel-organel bermembran.

Percobaan osmosis bisa dibuat dengan cara menyekat tabung yang berisikan larutan gula 10% di dalam air (10% gula dan 90% air) dengan membran semi permeabel. Jika tabung tersebut dicelupkan ke dalam air, maka akan terjadi proses osmosis. Air dari dalam gelas piala tersebut akan masuk ke dalam tabung dan menaikkan cairan yang ada dalam tabung tersebut.

Osmometer sederhana dibuat dengan cara menyekat tabung dengan membran. Osmosis bisa dicegah dengan mempergunakan tekanan. Oleh sebab itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka memakai istilah potensial osmotik yaitu tekanan yang dibutuhkan untuk mencegah osmosis.

Apabila wortel direndam ke dalam larutan garam 10% maka sel-selnya akan mengalami kehilangan rigiditas (kekakuan)-nya. Hal tersebut karana potensial air dalam sel wortel itu lebih tinggi dibandingkan dengan potensial air yang ada pada larutan garam sehingga air dari dalam sel tersebut akan keluar ke dalam larutan tersebut. Apabila kita amati dengan menggunakan mikroskop maka vakuola sel-sel wortel itu tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut serta membran sel akan terlepas dari dindingnya. Peristiwa tersebut (lepasnya plasma sel dari dinding sel) ini disebut dengan plasmolisis. Faktor yang dapat mempengaruhi osmosis tergantung pada banyak atau sedikitnya molekul zat pelarut.

3.   Tekanan Kapiler

Jika pipa kapiler dicelupkan ke dalam bak berisi air, maka permukaan air dalam pipa kapiler tersebut akan naik sampai terjadinya keseimbangan antara tegangan yang menarik air tersebut dengan beratnya. Tekanan yang menarik air ini disebut dengan tekanan kapiler. Tekanan kapiler ini tergantung pada diameter kapiler: semakin kecil diameter kapiler maka semakin besar tegangan yang menarik kolom air tersebut.

 

Semakin kecil diameter tabung maka akan semakin besar tinggi kolom cairan. Partikel-partikel tanah memiliki sifat hidrofilik, serta memiliki pori-pori mikro. Air akan ditarik oleh partikel tanah dan mengisi pori-pori tersebut dan akan tetap dipertahankan melalui tekanan kapiler. Kekuatan tekanan tersebut tergantung pada ketersedian airnya. Pada tanah dengan keadaan lembab kemampuan memegang airnya cenderung rendah, sementara pada tanah yang kering kemampuan memegang airnya lebih besar.

4.   Tekanan Hidrostatik

Masuknya air ke dalam sel akan mengakibatkan tekanan terhadap dinding sel sehingga dinding sel tersebut menjadi meregang. Hal tersebut akan mengakibatkan timbulnya tekanan hidrostatik untuk melawan aliran air ini. Tekanan hidrostatik di dalam sel disebut dengan tekanan turgor. Tekanan turgor yang berkembang melawan dinding sebagai hasil dari masuknya air ke dalam vakuola sel disebut sebagai potensial tekanan. Tekanan turgor sangat penting bagi sel karena bisa mengakibatkan sel dan jaringan yang disusunnya menjadi kaku.

Potensial air suatu sel tumbuhan secara esensial adalah kombinasi potensial osmotik dengan potensial tekanannya. Apabila dua sel yang bersebelahan memiliki potensial air yang berbeda, maka air akan bergerak dari sel yang memiliki potensial air yang tinggi menuju ke sel yang memiliki potensial air yang rendah.

5.   Gravitasi

Air juga turut bergerak untuk merespons gaya gravitasi bumi, sehingga perlu adanya tekanan untuk dapat menarik air menuju ke atas. Pada tumbuhan herba, pengaruh gravitasi bisa diabaikan karena perbedaan ketinggian yang ada pada bagian tanaman tersebut relatif lebih kecil. Sementara pada tumbuhan yang tinggi, pengaruh gravitasi ini sangatlah nyata. Untuk menggerakkan air menuju ke atas pada pohon setinggi 100 m dibutuhkan tekanan sekitar 20 atmosfer.