"Floating Macrophytes" PDF

20/11/2024 Floating Macrophytes Floating macrophytes or floating hydrophytes Are aquatic plants that float on the surface of water bodies. sebutkan 5 contoh? 1 ...

20/11/2024 Floating Macrophytes Floating macrophytes or floating hydrophytes Are aquatic plants that float on the surface of water bodies. sebutkan 5 contoh? 1  20/11/2024 Most common species: 1. Nymphaea 2. Eichhornia (eceng gondok, (Teratai, water lily) water hyacinths (Pontederia or 3. Pistia ( kayu apung, Eichhornia crassipes) kiambang atau apu-apu, water lettuce), msialnya: Pistia stratiotes 5. Duckweed (Lemna, 6. Duckweed (Wolffia: 4. Azolla,( paku air): mata lele) tumbuhan air yang sangat Azolla pinnata kecil, missal: Wolffia elongata Landolt 2  20/11/2024 General role of floating macrophytes Temperature and Sediment Light Regulation Biodiversity Stabilization Support For human: biotechnology, fish Nutrient Cycling, or animals feed, etc Control algae Pollutant Habitat and Removal Food Source Oxygenation and Gas Exchange (Rejmankova et al; 2011) 1. Nymphaea (Teratai, water lily) adalah nama genus untuk tanaman air dari suku Nymphaeaceae. Teratai terdiri dari sekitar 50 spesies Habitat: daerah tropis maupun sub tropis di seluruh dunia. Bunga ini akan tumbuh dengan baik di perairan tenang, bahkan di kondisi air yang kotor sekalipun. Teratai yang saat ini tersebar di negara-negara tropis pada umumnya berasal dari Mesir. 3  20/11/2024 Klasifikasi KINGDOM : Plantae SUB KINGDOM : Viridiplantae INFRA KINGDOM : Strepthophyta SUPER DIVISI : Embryophyta DIVISI : Tracheophyta SUB DIVISI : Spermatophytina KELAS : Magnoliosida SUPER ORDO : Nymphaeanae ORDO : Nymphaeales FAMILI : Nymphaeaceae GENUS : Nymphaea L SPESIES : Nymphaea alba L Morfologi Tanaman: bunga dan daun terdapat di permukaan air, keluar dari tangkai yang berasal dari rhizoma di dasar kolam Daun berbentuk bundar berbagai ukuran atau oval lebar yang terpotong pada jari-jari menuju ke tangkai, dan tidak mengandung lilin. Bunga berukuran 5–10 cm, dengan gradasi warna pink ke putih, biru, bermekaran di siang hari, tenggelam ke dalam air di malam hari. 4  20/11/2024 Buah teratai berwarna coklat dengan panjang 16,55 mm (15,88-17,23 mm) dan diameter 17,33 mm (15,54-19,12 mm); bentuk buah bulat tanpa tangkai; diameter 10–11 mm. Jumlah biji dalam buah: 750 biji. Biji: merah muda atau hitam jika matang , ukuran 2,52 mm x 1,36 mm Batang memiliki ruang udara atau rongga untuk menunjang tanaman tersebut untuk tumbuh tegak air. Akar: berongga dan tidak memiliki bulu akar dan tudung akar Jenis Teratai yang paling dominan 5  20/11/2024 Reproduksi Proses reproduksi seksual 1. Flowering and Pollination: Teratai menghasilkan bunga besar dan mencolok yang diserbuki oleh serangga, biasanya oleh lebah atau kumbang. Bunga bersifat termogenesis (produksi panas) untuk menarik penyerbukan. 2. Fertilization: Kepala sari membuahi bakal biji di dalam karpel. Hal ini menyebabkan perkembangan biji. 3. Seed formation: Benih tumbuh dalam struktur seperti spons dan berbentuk kerucut yang disebut wadah atau polong benih. Benih yang matang bersifat keras dan kedap air, yang membantu mereka bertahan hidup dalam kondisi yang keras untuk waktu yang lama. 4. Dispersal & germination: Benih dapat jatuh ke dalam air atau lumpur, dan berkecambah jika kondisinya sesuai. Kulit benih yang keras menunda perkecambahan hingga kondisinya optimal 6  20/11/2024 Proses reproduksi aseksual (Vegetative Propagation) 1. Rhizome Growth: berkembang biak secara vegetatif melalui rimpang (batang bawah tanah horizontal). Rimpang tumbuh secara lateral di lumpur, menghasilkan tunas baru yang muncul sebagai tanaman mandiri. 2. Rapid Colonization: memungkinkan bunga teratai menguasai area perairan yang luas secara efisien, sehingga menghasilkan tikar yang rapat. Manfaat lotus Sumber obat-obatan Olahan akar lotus Tanaman hias Pengurai limbah diperairan 7  20/11/2024 2. Eichhornia (eceng gondok, water hyacinths) Pontederia or Eichhornia crassipes is a free-floating aquatic plant native to tropical and subtropical regions. It belongs to the family Pontederiaceae Habitat: tropical desert to subtropical or warm, temperate desert to rainforest zones: growth temperature is 12 °C (minimum), 25–30 °C (optimum), 33–35 °C (maksimum) pH tolerance at 5.0–7.5 Salinity tolerant: < 10 ppt Klasifikasi dan morfologi Kingdom: Plantae Clade: Tracheophytes Clade: Angiosperms Clade: Monocots Clade: Commelinids Order: Commelinales Family: Pontederiaceae Genus: Pontederia Species: P. crassipes 8  20/11/2024 Daun: Lebar, mengilap, dan lonjong dengan kutikula tebal dan berlilin. Daun mengapung karena tangkai daun khusus yang berisi udara. Bunga: Menarik, berwarna lavender hingga ungu, dan tersusun dalam tangkai. Setiap bunga memiliki enam kelopak, sering kali dengan bercak kuning pada salah satunya. Akar: Padat, berserat, dan berbulu, tergantung bebas di air. Akar berfungsi sebagai tempat penyerapan nutrisi dan habitat bagi mikroorganisme. rt: root; st: stolon; pt: petiole; lb: leaf blade; li: leaf isthmus; dp: daughter plant; in: inflorescence; pf: peduncle of flower spike. 9  20/11/2024 Reproduksi Reproduksi Aseksual: Reproduksi Seksual: Eceng gondok bereproduksi Bunga menghasilkan biji secara vegetatif melalui melalui penyerbukan silang pembentukan stolon. Stolon dibantu angin atau serangga,. menghasilkan tanaman Biji disebarkan oleh air dan anakan, yang menyebabkan dapat tetap hidup selama kolonisasi cepat. beberapa tahun. Perkembangan embrio benih eceng gondok: a. Tahap pertama kehidupan kecambah dan munculnya akar embrio yang jelas. b. Terpisahnya akar embrio dan munculnya lapisan berwarna coklat hingga hitam yang menunjukkan munculnya akar permanen. c. Daun kecambah yang mengapung dan munculnya akar permanen yang tebal. 10  20/11/2024 3. Pistia ( kayu apung, water lettuce) Pistia stratiotes, Habitat: menyebar di seluruh wilayah tropika dan subtropika, mengapung di perairan tenang Adaptasi fisiologi berupa daun yang hidrofobik yang mengandung bulu-bulu halus (trikoma) untuk mengambang pada permukaan air serta menjaganya tetap kering untuk menghindari pembusukan dan juga agar tidak ditumbuhi lumut maupun alga Klasifikasi Kerajaan: Plantae Klad: Tracheophyta Klad: Angiospermae Klad: Monokotil Ordo: Alismatales Famili: Araceae Subfamili: Aroideae Tribus: Pistieae Genus: Pistia 11  20/11/2024 Reproduction Vegetative Propagation (Primary Mode): Pistia terutama bereproduksi secara aseksual melalui stolon (tunas). Pembentukan stolon: Tanaman anakan baru berkembang di ruas-ruas sepanjang stolon. Tanaman anakan ini tumbuh menjadi individu- individu independen sambil tetap terhubung dengan tanaman induk hingga dewasa. Metode ini memastikan pertumbuhan dan kolonisasi badan air yang cepat, yang sering kali menghasilkan tikar yang rapat. Sexual Reproduction Although less common, sexual reproduction occurs in favorable conditions: 1. Flowering: Pistia menghasilkan bunga-bunga kecil yang tidak mencolok. Bunga-bunga tersebut berkelamin tunggal, dengan bunga jantan dan betina muncul pada tanaman yang sama (monoecious). 2. Pollination: dibantu oleh serangga atau air 3. Seed Formation: Setelah penyerbukan berhasil, buah akan berkembang dan mengandung biji-biji kecil.Biji-biji tersebut disebarkan oleh arus air dan dapat berkecambah ketika tumbuh di lingkungan yang sesuai. 12  20/11/2024 Role of Pistia Dimanfaatkan untuk pengobatan manusia Memperbaiki kualitas air melalui absorbs nutrient dan logam berat Kemampuan untuk berkembang biak secara vegetatif dan seksual memastikan kelangsungan hidup tanaman dan penyebarannya yang cepat, yang sering kali menyebabkan perilaku invasif di ekosistem non-asli. Pistia dapat mengganggu ekosistem dengan membentuk lapisan tebal, mengurangi penetrasi sinar matahari, dan mengurangi kadar oksigen dalam air. 4. Azolla,( paku air): Azolla pinnata genus dari tujuh spesies pakis air dalam keluarga Salviniaceae. Bentuknya sangat kecil dan terspesialisasi, tidak seperti pakis pada umumnya tetapi lebih menyerupai duckweed atau beberapa lumut. Ia dapat menggandakan biomassanya hanya dalam waktu 1.9 hari Habitat: daerah beriklim tropis Ukuran: kecil, 1-2cm 13  20/11/2024 Klasifikasi Terdapat 7 species: Kingdom : Plantae Azolla japonica, Division : Pteridophyta Azolla filiculoides, Class : Polypodiopsida / Pteridopsida Azolla pinnata, Order : Salviniales Azolla nilotica, Family : Azollaceae Azolla caroliniana Willd, Genus : Azolla Azolla mexicana, dan Species : A. filiculoides Azolla microphylla Kaulf. Morfologi Azolla mengapung di permukaan air dengan banyak daun kecil yang saling tumpang tindih seperti sisik, dengan akarnya yang menggantung di dalam air. Mereka membentuk hubungan simbiosis dengan cyanobacterium Anabaena azollae, sebagai endosimbion ekstraseluler (hidup di luar sel inang) yang mengikat nitrogen atmosfer. Tidak seperti semua tanaman lain yang dikenal, mikroorganisme simbiotiknya berpindah secara langsung dari satu generasi ke generasi berikutnya. A. azollae sepenuhnya bergantung pada inangnya, karena beberapa gennya telah hilang atau dipindahkan ke nukleus dalam sel Azolla. 14  20/11/2024 Simbiosis Anabaena dan Azolla Azolla menyediakan lingkungan tertutup bagi anabaena di dalam daunnya. Sebagai balasannya, anabaena menyerap nitrogen langsung dari atmosfer yang kemudian tersedia bagi pertumbuhan azolla, membebaskannya dari tanah yang dibutuhkan oleh sebagian besar tanaman darat lainnya untuk pemupukan nitrogen. Bagian tengah rongga diisi dengan gas atau cairan dan bakteri diimobilisasi di area perifer rongga oleh jaringan fibrilar mucilaginous (Carrapiço 1991, 2002, 2010). Rongga daun Azolla menyediakan lingkungan mikro yang ideal bagi bakteri berfilamen pengikat nitrogen pembentuk heterokista Anabaena azollae. 15  20/11/2024 Siklus hidup Reproduksi aseksual Azolla bereproduksi dengan cepat melalui cara propagasi vegetative (fragmentasi) Fragmen kecil tanaman, termasuk daunnya, patah dan tumbuh menjadi individu baru dalam kondisi yang menguntungkan. Metode ini memungkinkan Azolla menyebar dengan cepat dan membentuk lapisan padat di permukaan air. 16  20/11/2024 Reproduksi seksual 1. Pembentukan Sporangia: Azolla menghasilkan dua jenis spora: mikrospora (jantan) dan megaspora (betina). Spora ini berkembang dalam struktur yang disebut sporokarp, yang terletak di bagian bawah daun. 2. Pembuahan: Mikrospora melepaskan sel sperma yang membuahi sel telur dalam megaspora. 3. Pembentukan dan Penyebaran Zigot: Megaspora yang telah dibuahi berkembang menjadi zigot, yang membentuk tahap istirahat yang disebut sporofit. Sporofit ini berkecambah menjadi tanaman baru dalam kondisi yang sesuai. Manfaat Azolla Azolla mengandung Nitrogen (N) 3 – 5% dari bobot azolla, fospor (P) 0,5 sampai 0,9% Kalium (K) 2-4,5%. Protein 31,25%,Lemak 7,5%,Karbohidrat 6,5 %,Gula Terlarut 3,5 %,Serat Kasar 13 % The nitrogen-fixing capability of Azolla: biofertilizer Sebagai Pakan ikan atau ternak 17  20/11/2024 5. Duckweed (Lemna) Duckweed adalah tanaman air kecil yang merupakan bagian dari famili Lemnaceae. Lemnaceae is composed of two subfamilies, Wolffioideae (members lacking roots) and Lemnoideae (members with a variable number of roots) merupakan famili tumbuhan air monokotil yang hidup di kolam dan danau air tawar di seluruh dunia Ciri duckweed yang paling luar biasa adalah bahwa mereka merupakan tumbuhan angiospermae terkecil dan tumbuh paling cepat yang diketahui. Famili ini mencakup dua subfamili (Lemnoideae dan Wolffioideae), 5 genus (Spirodela, Lemna, Landoltia, Wolffia, dan Wolffiela), dan 36 spesies. Ukuran bervariasi dari 1 mm - 1,5 cm 18  20/11/2024 Species duckweed: Morfologi perwakilan spesies duckweed: Spirodela polyrhiza, Landoltia punctata, Landotia minor, Wolffiella lingulate, Wolffia arrhiza (Xu et al 2021) 19  20/11/2024 Morfologi Lemna Satu individu terdiri dari: satu struktur mirip daun yang disebut frond (daun induk), yang berisi satu atau dua kantong tempat new clonal buds (tunas klonal baru), yang disebut ‘daughter fronds (daun anakan)’, muncul dari meristem simpodial. Satu daun induk tunggal dapat menghasilkan hingga 18 daun anakan selama siklus hidupnya, tergantung pada spesiesnya. 20  20/11/2024 Reproduksi Siklus hidupnya pendek hanya 5-6 minggu Salah satu aspek yang paling menarik dari duckweed adalah metode reproduksinya, yang utamanya reproduksi aseksual melalui perbanyakan vegetative yang dikenal dengan clonal budding, yang mampu duplikasi biomasanya setiap 48-72 jam. Proses ini memungkinkan perkembangbiakan dan kolonisasi yang cepat, sehingga menjadikannya pesaing yang sukses di perairan. Duckweed juga dapat bereproduksi secara seksual dalam kondisi tertentu, yang menjamin keragaman genetik dan adaptasi terhadap lingkungan yang berubah. Reproduksi 21  20/11/2024 Reproduksi aseksual Perbanyakan vegetatif pada duckweed terjadi melalui proses yang dikenal sebagai tunas. Proses tunas dimulai dengan pembentukan tunas kecil pada tanaman induk, yang dikenal sebagai cabang lateral atau daun. Tunas ini, yang dikenal sebagai kuncup, awalnya muncul sebagai struktur bulat kecil yang menempel pada tanaman induk. Saat kuncup tumbuh, kuncup menjadi lebih jelas dan mulai menyerupai tanaman induk. Akhirnya, tunas terlepas dari tanaman induk dan mengapung, memungkinkannya untuk tumbuh menjadi individu baru. Proses ini dikenal sebagai "budding off" atau "budding out." Kuncup yang terlepas kemudian melayang menjauh dari tanaman induk dan mulai tumbuh sendiri. Tunas ini secara genetik identik dengan tanaman induk, karena diproduksi melalui mitosis, jenis pembelahan sel yang menghasilkan dua sel anak yang identik. 22  20/11/2024 Reproduksi seksual Reproduksi seksual terjadi saat terjadi kekurangan sumber daya atau kondisi lingkungan yang buruk. Dalam situasi ini, duckweed menghasilkan bunga kecil yang mengandung organ reproduksi jantan dan betina. 1. produksi gamet jantan dan betina. Gamet jantan diproduksi dalam struktur kecil yang disebut anteridia, yang ditemukan pada bunga jantan. Gamet betina diproduksi dalam struktur yang disebut arkegonium, yang ditemukan pada bunga betina. 2. Penyerbukan terjadi melalui angin atau air, dan pembuahan sel telur menghasilkan pembentukan zigot dalam biji. Biji ini dapat menyebar dan tetap dorman hingga kondisi mendukung perkecambahan dan pertumbuhan. 3. zigot mulai berkembang menjadi tanaman baru. Proses ini melibatkan pembelahan dan diferensiasi sel, di mana sel-sel zigot mulai mengkhususkan diri dan membentuk struktur dan jaringan yang berbeda. Akhirnya, zigot berkembang menjadi tanaman dewasa, yang kemudian dapat bereproduksi secara aseksual melalui fragmentasi. Perkembangan daun (A) L. aequinoctialis tumbuh dalam kultur cair. (B) Tampilan close-up dari satu daun. Lokasi dua kantong tunas diidentifikasi dengan tanda kurung: (1) daun anak yang lebih besar dan (2) daun anak yang lebih kecil ditutupi oleh daun induk dan tidak terlihat. (C) Sisi abaksial dari daun yang daun anak yang lebih besar (1) telah diambil untuk pengamatan. Posisi daun yang hilang digambarkan sebagai garis putus-putus. Daun anak yang lebih kecil diberi label 2. (D) Daun setelah perkecambahan. (E) Mikrograf elektron pemindaian dari kantong tunas (bp). (F) Tampilan close-up (E) yang menunjukkan perkembangan awal daun anak ketiga (3). Skala batang: 1 cm (A), 1 mm (B), 0,5 mm (C–E), dan 100 μm (F). Yoshida et al. (2021) 23  20/11/2024 Pembentukan bunga (A) L. aequinoctialis yang sedang berbunga dalam kultur. Kepala panah menunjukkan bunga. (B) Tampilan close-up dari daun yang sedang berbunga. Dua bunga terlihat. Daun induk (M) menghasilkan dua daun anak: daun yang lebih besar (1) dan daun yang lebih kecil (2). Persegi panjang putih menunjukkan bunga dari daun yang lebih besar (1). (C) Pembentukan bunga pada daun anak. Daun induk (M) menghasilkan dua daun anak: daun yang lebih besar (1) dan daun yang lebih kecil (2). Daun anak 1 memiliki dua kantong kuncup, yang satu menghasilkan daun cucu (1–3), dan kantong kuncup lainnya menghasilkan bunga (1–2 dengan persegi panjang putih). Daun cucu pertama, bernama 1–1, telah terlepas, dan gambar menunjukkan 1–3, daun yang dibentuk kantong ini setelah 1–1. Daun anakan 2 juga menghasilkan daun anakan (2–1) dan bunga (2–2 yang tertutup persegi panjang putih). (D) Diagram skema (C). (E–G) Tampilan close-up organ bunga. a: kepala sari, st: benang sari, pi: putik, sp: seludang. (H) Mikrograf elektron pemindaian bunga. Skala batang: 1 cm (A), 1 mm (B), dan 100 μm (C–H). Yoshida et al. 2021 Peran Duckweed Duckweed merupakan salah satu model tanaman pertama yang digunakan untuk analisis fisiologis kuantitatif, misalnya, dalam respons auksin dan fotoperiode, dari tahun 1950-an hingga 1980-an, karena morfologinya yang sederhana, kemudahan penanganan di laboratorium, reproduksi klonal, dan kapasitasnya untuk menoleransi berbagai kondisi lingkungan. Karakteristik ini menjadikan duckweed sebagai sistem yang ideal untuk pengembangan uji toksikologi lingkungan, yang menghasilkan banyak literatur yang menjelaskan penggunaan duckweed untuk mengidentifikasi berbagai kontaminan ekologis. Namun, karena sulitnya menginduksi reproduksi seksual di laboratorium, sehingga tidak digunakan lagi sebagai model 24  20/11/2024 Kandungan nutrisi duckweed Kristiana et al. (2021) 25  20/11/2024 6. Wolffia (watermeal) Lemnaceae  Wolffioideae (members lacking roots, terkecil) and Lemnoideae (members with a variable number of roots) Contoh: Wolffia elongata. Mereka sering mengapung bersama-sama secara berpasangan atau membentuk tikar mengapung dengan tanaman terkait, seperti spesies Lemna dan Spirodela. 26  20/11/2024 Morfologi Wolffia arrhiza a) Bentuknya hampir bulat hingga silinder dan tidak memiliki rongga udara atau urat b) Tidak memiliki akar c) tanaman memiliki daun induk (mf) dan daun anak (df); d) penampang melintang skematis tanaman Wolffia sp. yang bereproduksi secara vegetatif, daun induk (mf), meristem (m), daun anak (df); e) penampang melintang skematis tanaman Wolffia sp. yang sedang berbunga penuh, putik (p), benang sari (s). Garis merah = 1 mm. Reproduksi Wolffia Spesies Wolffiadikenal sebagai tumbuhan dengan laju pertumbuhan tercepat: 0,155 - 0,559 perhari bereproduksi terutama melalui perbanyakan vegetatif. Laju pertumbuhan relatif tetapi bervariasi di antara spesies dalam genus dan klon yang berbeda dalam satu spesies 27  20/11/2024 Manfaat Wolffia Wolffia merupakan sumber makanan berprotein tinggi yang potensial. Salah satu spesiesnya, W. microscopica, mengandung 20-40% protein berdasarkan berat kering (mirip kedelai) dan memiliki kandungan asam amino esensial yang tinggi. Secara historis, mereka telah dikumpulkan dari air dan dimakan sebagai sayuran di Asia (Sree et al 2015) 28