Tumbuhan berbiji adalah tumbuhan yang menghasilkan biji sebagai alat perkembangbiakan. Tumbuhan berbiji ini dikelompokkan menjadi dua divisi, yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan biji tertutup (Angiospermae). Gymnospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji terbuka, yaitu biji yang tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium). Pada Gymnospermae, biji terekspose langsung atau terletak diantara daun-daun penyusun strobilus1. Angiospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji tertutup, yaitu biji yang terlindung dalam bakal buah (ovarium). Pada Angiospermae, biji terletak di dalam buah yang berasal dari perkembangan ovarium2.
Transisi Tumbuhan Berbiji
Tumbuhan berbiji merupakan hasil evolusi dari tumbuhan paku (Pteridophyta) yang memiliki struktur reproduksi khusus, yaitu sporangium. Sporangium adalah tempat pembentukan spora, yaitu sel-sel haploid yang dapat tumbuh menjadi gametofit. Gametofit adalah fase haploid dalam siklus hidup tumbuhan yang menghasilkan gamet, yaitu sel-sel kelamin jantan dan betina. Gamet jantan disebut anteridium dan gamet betina disebut arkegonium. Pada tumbuhan paku, gametofit berupa protalus, yaitu struktur datar dan hijau yang hidup secara mandiri3.
Pada beberapa kelompok tumbuhan paku, seperti Psilotum dan Lycopodium, terjadi reduksi atau penyederhanaan pada gametofit. Gametofit tidak lagi berupa protalus, tetapi berupa struktur benang atau bulat yang hidup di dalam tanah atau di dalam sporangium induk. Gametofit ini tidak memiliki klorofil dan bergantung pada simbiosis dengan jamur mikoriza untuk mendapatkan nutrisi4. Reduksi gametofit ini merupakan salah satu ciri transisi menuju tumbuhan berbiji.
Selain itu, pada beberapa kelompok tumbuhan paku, seperti Selaginella dan Isoetes, terjadi heterospori, yaitu pembentukan dua jenis spora yang berbeda ukuran dan fungsi. Spora yang lebih besar disebut megaspora dan spora yang lebih kecil disebut mikrospora. Megaspora akan berkembang menjadi gametofit betina yang menghasilkan arkegonium, sedangkan mikrospora akan berkembang menjadi gametofit jantan yang menghasilkan anteridium4. Heterospori ini merupakan ciri lain transisi menuju tumbuhan berbiji.
Pada tumbuhan berbiji, gametofit betina tidak lagi hidup secara mandiri, tetapi tetap berada di dalam megaspora yang disebut juga dengan ovul. Ovul adalah struktur yang mengandung megaspora dan nuselus (jaringan penghasil megaspora) yang dikelilingi oleh integumen (selaput pelindung). Ovul ini akan berkembang menjadi biji setelah terjadi pembuahan. Gametofit betina pada tumbuhan berbiji sangat kecil dan hanya memiliki beberapa sel. Salah satu selnya disebut dengan sel telur atau ovum.
Gametofit jantan pada tumbuhan berbiji juga tidak lagi hidup secara mandiri, tetapi tetap berada di dalam mikrospora yang disebut juga dengan serbuk sari. Serbuk sari adalah struktur yang mengandung mikrospora dan sel-sel pembentuk serbuk sari. Serbuk sari ini akan dibawa oleh angin atau hewan ke ovul untuk melakukan penyerbukan. Gametofit jantan pada tumbuhan berbiji juga sangat kecil dan hanya memiliki beberapa sel. Salah satu selnya disebut dengan spermatozoid atau sperma.
Pada tumbuhan berbiji, terjadi pembuahan ganda, yaitu pembuahan antara dua sperma dengan dua sel telur. Sperma yang pertama akan menyatu dengan sel telur yang pertama dan membentuk zigot, yaitu sel diploid yang akan berkembang menjadi sporofit (fase diploid dalam siklus hidup tumbuhan). Sperma yang kedua akan menyatu dengan sel telur yang kedua dan membentuk endosperm, yaitu jaringan triploid yang akan menjadi cadangan makanan bagi embrio.
Klasifikasi Gymnospermae
Gymnospermae adalah tumbuhan berbiji terbuka yang memiliki ciri-ciri umum sebagai berikut:
- Batang tidak bercabang atau bercabang, berkayu, dan tumbuh tegak ke atas
- Berakar tunggang
- Berdaun sempit, tebal dan kaku seperti jarum
- Biji terdapat dalam daun buah (makrosporofil) dan serbuk sari terdapat dalam bagian yang lain (mikrosporofil), daun buah penghasil dan badan penghasil serbuk sari terpisah, dan masing-masing disebut dengan strobilus
- Batang berkambium dan memiliki floeterma atau sarung tepung yaitu endodermis yang mengandung zat tepung
- Akar berkambium dan memiliki kaliptra
- Berkas pembuluh angkut belum berfungsi secara sempurna karena masih berupa tracheid
- Pembuahan tunggal selang waktu antara penyerbukan dengan pembuahan relatif lama
Gymnospermae dibagi menjadi empat kelas, yaitu:
- Cycadinae: Tumbuhan ini disebut juga “palem sagu” karena bentuk fisik tubuhnya yang mirip dengan palem, tetapi bukan golongan palem sejati. Cycadinae memiliki batang pendek dan tidak bercabang dengan pertumbuhan yang sangat lambat. Cycadinae memiliki daun majemuk dengan helaian daun menyirip. Contoh: Cycas rumphii, Zamia sp.
- Ginkgoinae: Tumbuhan ini disebut juga “pohon rambut perawan” karena daunnya berbentuk seperti kipas dan berwarna kuning pada musim gugur. Ginkgoinae memiliki batang tinggi dan bercabang dengan pertumbuhan yang cepat. Ginkgoinae memiliki daun tunggal dengan helaian daun berlekuk-lekuk. Contoh: Ginkgo biloba.
- Coniferinae: Tumbuhan ini disebut juga “pohon cemara” karena daunnya berbentuk seperti jarum dan berwarna hijau sepanjang tahun. Coniferinae memiliki batang tinggi dan bercabang dengan pertumbuhan yang sedang. Coniferinae memiliki daun tunggal atau majemuk dengan helaian daun berbentuk jarum atau sisik. Contoh: Pinus merkusii, Agathis dammara, Araucaria sp.
- Gnetinae: Tumbuhan ini disebut juga “pohon melinjo” karena bijinya dapat dimakan sebagai sayuran atau kerupuk. Gnetinae memiliki batang pendek atau panjang dan bercabang dengan pertumbuhan yang bervariasi. Gnetinae memiliki daun tunggal atau majemuk dengan helaian daun berbentuk bulat atau lonjong. Contoh: Gnetum gnemon, Ephedra sp.