Ciri-ciri tumbuhan paku hampir mirip dengan tumbuhan pada umumnya, sehingga tidak heran jika ada orang yang keliru saat membedakannya.

Tumbuhan paku juga dikenal dengan istilah kormofita berspora, dikarenakan adanya akar, batang, daun sejati, juga cara bereproduksinya yang aseksual dengan spora. Tumbuhan ini juga disebut sebagai tumbuhan berpembuluh (Tracheophtya), pembuluhnya berperan sebagai pengangkut.

Pengertian Tumbuhan Paku (Pteridophyta)

Tumbuhan paku (Pteridophyta) adalah tumbuhan dari kingdom Plantae dengan anggota yang punya daun sejati, batang, akar, dan pembuluh pengangkut. Pteridophyta diambil dari kata pteron yang artinya sayap bulu, serta phiton yang artinya tumbuhan.

Dapat diartikan bahwa Pteridophyta adalah tumbuhan paku tergolong dalam kormus berspora, dimana sporanya mengandung susunan daun yang membentuk bangun sayap dengan bulu halus.

Sebutan kormofita berspora untuk tumbuhan paku, dilatar belakangi dengan alasan adanya akar, batang, daun sejati, dan organ reproduksi yang aseksual dengan spora. Tumbuhan paku juga disebut dengan tumbuhan berpembuluh dan berkormus yang paling sederhana.

Hal tersebut karena adanya lapisan pelindung sel (jaket steril), yang mengelilingi organ reproduksi dan sistem transpor internal. Akar serabut tumbuhan ini berupa rizoma, dengan bagian ujung akar dilindungi oleh kaliptra.

Sel pada akarnya membentuk epidermis, korteks, serta silinder pusat (xilem dan fleom). Sedangkan pada bagian batang, biasanya tidak akan terlihat ke permukaan karena hanya berupa rimpang. Ukuran batangnya sangat pendek sehingga akan terbenam di dalam tanah.

Ada pun tanaman paku yang batangnya mencapai 5 meter, seperti paku pohon dan tiang. Ketika tanaman ini masih muda, daunnya akan melingkar dan menggulung. Tumbuhan paku dibedakan menjadi mikrofil dan makrofil, sesuai bentuk dan susunannya.

Ciri-ciri tumbuhan paku mikrofil, memiliki bentuk kecil dan terkadang bersisik, tidak memiliki tangkai, tidak ada tulang daun, dan belum memunculkan diferensiasi sel. Sedangkan untuk makrofil memiliki daun yang besar, ada tangkai, ada tulang daun, ranting bercabang, serta sel sudah terdiferensiasi.

Ahli taksonomi membagi tumbuhan paku menjadi dua kelompok, yaitu Cryptogamae dan Phanerogamae. Cryptogamae adalah merupakan tumbuhan spora yang meliputi Schizophyta, Bryophyta, Thallophyta, dan Pteridophyta.

Ciri Ciri Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku merupakan salah satu kelompok tertua dalam dunia tumbuhan. Berikut adalah ciri-ciri tumbuhan paku:

Pada bagian akar, batang, dan daunnya ada berkas pembuluh angkut (xilem dan floem).
Tumbuhan ini biasa berada di air, tempat lembab, menempel pada tumbuhan lain (sebagai epifit atau saprofit).
Menghasilkan spora, dan tidak menghasilkan biji. Sporanya terdapat pada sprangium yang terkumpul dalam sorus, biasanya berada di permukaan bawah lembar daun.
Mengalami metagenesis atau pergiliran keturunan, tumbuhan paku yang biasa dilihat sehari-hari merupakan generasi sporofit.
Daun tumbuhan paku yang masih muda akan menggulung. Daun yang menghasilkan spora disebut sporofil, dan yang tidak menghasilkan spora disebut tropofil (berfungsi saat fotosintesis).
Tumbuhan paku tidak memiliki bunga.
Biasanya memiliki rizom atau batang yang tertanam di bawah tanah.

Karakteristik Tumbuhan Paku

Karakteristik tumbuhan paku terdiri dari empat struktur penting yaitu:

Jaket steril (berperan sebagai pelindung sel), tempatnya berada di sekeliling organ reproduksi.
Embrio multiseluler, berada di dalam arkegonium.
Kutikula, berada di bagian luar.
Sistem transport internal, berperan sebagai pengangkut air dan zat makanan dari dalam tanah dan dialirkan ke seluruh bagian tumbuhan.

Struktur Tubuh Tumbuhan Paku

Berikut adalah stuktur tumbuhan paku beserta penjelasan lengkapnya:

Akar

Memiliki sifat seperti serabut akar, bagian ujungnya dilindungi oleh kaliptra (terdiri atas sel-sel akar).

Batang

Beberapa tumbuhan paku memiliki batang yang tidak nampak, karena berada di dalam tanah berupa rimbang. Adapun yang nampak dan keluar dari tanah, biasanya akan sangat pendek sekitar 5 mm. Namun untuk pohon paku dan pohon tiang, batangnya bisa mencapai 5 cm dan terkadang memiliki cabang.

Daun

Daun pada tumbuhan paku selalu menggulung atau melingkat saat usianya masih muda. Biasanya mengikuti bentuk, ukuran, serta susunannya yang dibedakan menjadi epidermis, daging, dan tulang daun.

Mikrofil

Daun tumbuhan paku jenis mikrofil memiliki bentuk yang kecil menyerupai rambut, tidak memiliki tangkai, tidak memiliki tulang daun, dan tidak/belum menampakan diferensiasi sel.

Makrofil

Memiliki daun besar, bertangkai, bertulang daun, memiliki cabang, sel penyusunnya menampakan diferensiasi. Hal ini dapat terlihat dari jaringan tiang, jaringan bunga karang, tulang daun, dan mulut daun (stomata).

Daun paku muncul dari cabang tulang daun atau frond, sedangkan keseluruhan daunnya disebut pinna. Biasanya pada bagian frond terlihat titik-titik hitam yang disebut sorus, di dalamnya ada sporangia yang merupakan wadah bagi spora.

Tidak semua tumbuhan paku memiliki sorus pada daunnya, daun yang memiliki sorus disebut dengan fertil atau daun sporofil, sedangkan yang tidak ada sorus disebut daun steril. Biasanya digunakan saat fotosintesis karena mengandung banyak klorofil.

Jika dilihat dari fungsinya, daun pada tumbuhan paku dapat dibedakan menjadi dua yaitu; Tropofil (daun untuk fotosintesis) dan Sporofil (daun yang memiliki sporangia). Selain dapat menghasilkan spora, Sporofil juga bisa berfungsi untuk fotosintesis.

Adapun struktur sorus, yaitu bagian luarnya memiliki selaput tipis atau indusium. Sedangkan bagian dalamnya, terdapat sporangium yang berisi banyak spora. Daun Sporofil juga bisa disebut troposporofil.

Jika daun Sporofil disimpan di atas kertas polos, maka spora akan terlihat seperti serbuk berwarna hitam, coklat, merah, kuning, atau hijau, semuanya tergantung pada jenis tumbuhan pakunya. Spora tersebut nantinya akan mengalami proses untuk tumbuh dewasa.

Klasifikasi Tumbuhan Paku

Klasifikasi tumbuhan paku terbagi menjadi 4 kelas, berikut pembagian dan penjelasan lengkapnya:

Paku Purba (Psilophytinae)
Paku Kawat (Lycopodiinae)
Paku Ekor Kuda (Equisetinae)
Paku Sejati (Filicinae)

Paku Purba (Psilophytinae)

Tumbuhan paku jenis ini merupakan salah satu yang hampir punah, karena paku purba telah hidup sejak zaman purba dan sekarang hanya ditemukan fosilnya. Memiliki daun yang kecil bahkan beberapa tidak berdaun, spesiesnya yang masih ada hingga kini yaitu Psilotum.

Paku Kawat (Lycopodiinae)

Tumbuhan jenis ini memiliki daun kecil dengan bentuk spiral, serta batangnya menyerupai bentuk kawat. Sporangium akan muncul dari ketiak daun dan membentuk kerucut (strobilus), biasanya paku kawat hidup di darat.

Paku Ekor Kuda (Equisetinae)

Paku ekor kuda memiliki daun tunggal dengan ukurang kecil, susunannya spiral serta batangnya hijau dengan ruas-ruas. Sporangium pada paku ekor kuda, tertelat di dalam kerucut (strobilus).

Paku Sejati (Filicinae)

Paku sejati memiliki daun besar, saat masih muda daunnya akan menggulung. Sementara sporangium hanya akan tumbuh pada daun jenis sporofil (daun penghasil spora).

Tumbuhan paku memiliki habitat yang bermacam-macam, berikut pembagiannya:

Hidup di tanah seperti pada lereng pegunungan. Misalnya: paku tiang (Alsophilla glauca), suplir (Adiantum cuneatum) dan pakis (Nephrolepis sp.)
Hidup di perairan. Misalnya: semanggi (Marsilea crenata) dan paku air (Azolla pinnata).
Menempel pada tumbuhan lain (epifit). Misalnya: paku tanduk rusa (Platycerium bifurcatum) dan paku sarang burung (Asplenium nidus)

Habitat Tumbuhan Paku

Pada dasarnya semua tumbuhan paku hidup di darat (terestial), terutama bawah tanah, dataran rendah, lereng gunung, tepi pantai, daerah lembab, dan 350 m di atas permukaan laut. Tumbuhan ini merupakan fotoautotrof, ada juga yang hidupnya mengapung di air.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tumbuhan Paku

Berikut ini adalah beberapa faktor yang mempengaruhi pertumbuhanya:

kadar air dalam tanah
kadar uap udara
Kandungan hara mineral
cahaya untuk membantu proses fotosintesis
Tekanan suhu yang optimal
Perlindungan dari angin
Cahaya yang terlalu kuat

Memang tidak semua faktor tersebut dapat mempengaruhi pertumbuhan, hal ini tergantung pada jenis tumbuhan paku masing-masing. Bertahan atau tidaknya suatu tumbuhan paku dalam sebuah area, tergantung pada kekuatan gametofitnya yang bisa berkembang alami atau tidak.

Sama halnya dengan tanaman tingkat tinggi, tumbuhan paku dapat tumbuh di habitatnya masing-masing (mayoritas pada tempat yang lembab). Beberapa tumbuhan paku dapat bertahan di tempat ekstrim, seperti lingkungan panas dan kering.

Bahkan beberapa ada yang mampu hidup di gurun, tergantung pada kemampuan penyesuaian dirinya. Namun hal ini tentu sangat jarang terjadi, karena nitche tumbuhan paku adalah tanah lembab, udara lembab, serta intensitas cahaya secukupnya.

Jika Anda ingin menanam dan merawat tumbuhan paku, maka pastikan area tempatnya sudah sesuai dengan nitche, agar tumbuhan paku dapat berkembang secara optimal. Jarang sekali ada tumbuhan paku yang bisa bertahan di luar nitchenya.

Cara Reproduksi Tumbuhan Paku

Tumbuhan paku bereproduksi secara aseksual (vegetatif), yaitu dengan stolon yang kemudian menghasilkan tunas (gemma). Gemma adalah anak tulang daun atau kaki daun, yang tentunya mengandung spora untuk berproses menjadi tumbuhan baru.

Adapun reproduksi secara seksual (generatif), yang melalui pembentukan sel hantan dan betina oleh gametogonium (alat kelami tumbuhan). Gaemtogonium jantan akan menghasilkan spermatozoid dan yang betina akan menghasilan ovum atau sel telur. Tumbuhan ini akan mengalami metagenensis (pergiliran keturunan).

Metagenesis paku homospora
Metagenesis Paku Heterospora dan Paku Peralihan

Metagenesis tumbuhan paku homosporan dan heterospora, sebenarnya memiliki prinsip yang sama saja. Saat spora jatuh di wilayah yang tepat, maka spora akan tumbuh menjadi protalium yang nantinya akan menghasilkan gametofit.

Gametofit tersebut nantinya akan langsung berproses membentuk anteredium kemudian akan menghasilkan spermatozoid, dan juga membentuk arkegonium yang akan menghasilkan ovum atau sel telur.

Ketika spermatozoid dan ovum bertemu, maka zigot diploid yang terbentuk akan berkembang menjadi tumbuhan paku baru. Tumbuhan paku yang ada di wilayah Indonesia, kebanyakan merupakan jenis sporofit atau yang mampu membentuk sporangium.

Fase metagenesis pada tumbuhan sporofut, memiliki sifat yang lebih dominan dibandingkan fase gametofitnya. Tumbuhan penghasil spora akan memiliki organ khusus pembentuknya, kemudian akan ada sporangium sebagai wadah dari ribuan spora. Biasanya terletak pada bagian bawah daun.

Hubungan Kekerabatan Beberapa Spesies Tumbuhan Paku Familia

Menurut Raford (Jurnal Ilmiah PROGRESSIF, Vol.7 No.19, April 2010), hubungan kekerabatan tumbuhan paku bisa dinyatakan dengan metode fenetik atau filogenetik. Metode fenetik akan melihat kesamaan karakter secara fenotip (morfologi, embriologi, fitokimia).

Sedangkan metode filogentik, akan melihat nilai evolusi dari masing-masing karakter tumbuhan. Salah satu familia tumbuhan paku dengan anggota paling banyak, yaitu Polypodiaceae dengan 170 genera dan lebih dari 7000 spesies.

Para ahli taksonomi menjelaskan, bahwa secara filogenetik familia terbanyak ini merupakan kumpulan dari tumbuhan paku yang berbeda-beda. Familia tersebut memiliki kesamaan pada ketidak lengkapan annulus, serta tangkai sporangium yang panjang.

Familia Polypodiaceae adalah kelompok polyphyletic, atau kelompok paku-pakuan dengan jalur keturunan yang beda. Tumbuhan paku adalah tumbuhan dengan pembuluh paling primitif, dibandingkan dengan tumbuhan berpembuluh lainnya.

Menurut morfologi sporofitnya, perbedaan karakter tumbuhan paku terlihat pada habitat, penampakan rimpang/batang, tipe entak, bentuk daun, serta susunan dan letak daun. Masing-masing habitatnya kebanyakan teresterial dan sebagiannya epifit.

Terdapat perbedaan karakter yang cukup jelas pada morfologi gametofit tumbuhan paku, yaitu terdapat pada spora dan protalium. Bentuk spora dari masing-masing spesiesnya yaitu membulat, elips, segitiga, dan membentuk seperti ginjal.

Bentuk atau susunan spora dari masing-masing spesies tanaman berbeda-beda, seperti retiformis foveatus, colliculatus, dan granulosus. Sedangkan protaliumnya cenderung memiliki bentuk sama, yaitu cordata.

Beberapa variasi memiliki bentuk cordara berbeda, yaitu memanjang dan ada pula yang melebar. Perbedaan ini juga terdapat pada ujung protalium, ada yang rata dan bergelombang. Pada alat tambahan protalium juga terdapat perbedaan berupa papilla, trikoma, sel khas, dan ada juga yang tidak punya alat tambahan.

Papilla dan trikoma adalah derivat dari epidermis, atau sesuatu yang menonjol keluar dari permukaan epidermis. Adapun perbedaan pada struktur gametofitnya, yaitu perbedaan karakter bentuk dan ornamen spora, bentuk dan tepi protalum, serta alat tambahan protalium.

Sesuai dengan pendapat Riford, bahwa kekerabatan tumbuhan paku dilihat dari banyaknya kesamaan karakter dan cirinya. Hasil dari penelitian fenofram, menyimpulkan bahwa setiap spesies memiliki banyak persamaan ciri dan karakter.

Hal tersebut menunjukan kekerabatan koefisien yang besar, sehingga kekerabatannya pun menjadi lebih dekat. Spesies yang memiliki koefisien kesamaan yang kecil, artinya memiliki hubungan kekerabatan yang relatif jauh.

Hasil deskripsi lima spesies tumbuhan paku, memperlihatkan bahwa adanya perbedaan morfologi sprofit pada habitat, rimpang, ental, serta bentuk dan susunan daun. Begitupun pada karakter morfologi gametofit yang memiliki perbedaan bentuk, ornamen spora, bentuk protalium, serta alat tambahannya.

Protalium memiliki morfologi dengan bentuk cordata yang lebar dan memanjang. Cordata panjang biasanya ada pada spesies Dryopteris concolor dan Pityrogramma calomelanos. Sedangkan cordata lebar ada pada spesies Adiantum caudatum, Aspleniumnidus, Nephrolepis falcate.

Manfaat tumbuhan paku

Sebagai tanaman hias : Platycerium nidus, Asplenium nidus, Adiantum cuneatum, Selaginella wildenowii.
Sebagai tanaman obat-obatan : Asipidium filix-mas, Dryopteris filix-mas, Lycopodium clavatum.
Sebagai tanaman sayuran : Marsilea crenata (semanggi), Salvinia natans (paku sampan = kiambang).
Sebagai pupuk: Azolla pinnata >> bersimbiosis dengan anabaena azollae (gangang biru)
Sebagai pelindung tanaman: Gleichenia linearis
Sebagai sumber bahan baku batu bara :- Tumbuhan paku yang sudah mati pada zaman purba.

Ciri-ciri tumbuhan paku memang sangat banyak, namun tetap saja akan lebih mudah dikenali. Tumbuhan ini juga memiliki banyak spesies, yang bisa saja membuat Anda bingung untuk membedakannya.

Hal yang menjadi ciri umumnya yaitu tumbuhan ini hidup di darat, memiliki batang yang terbenam dalam tanah sehingga tidak terlihat. Manfaatnya pun cukup banyak bagi kehidupan kita, mulai dari dijadikan sebagai hiasan hingga dijadikan sebagai bahan makanan.