penyerbukan

I.2.1.3 Penyerbukan dan Faktor-faktor yang Mempengaruhinya

Penyerbukan merupakan:
- pengangkutan serbuk sari (pollen) dari kepala sari (anthera) ke putik (pistillum)
- peristiwa jatuhnya serbuk sari (pollen) di atas kepala putik (stigma)

a. Penyerbukan di Alam
Pola variasi genetik di alam sangat ditentukan oleh mekanisme penyerbukan pada tanaman (Bawa dan Hadley, 1990; Griffin dan Sedgley, 1989). Dalam hal ini, adalah sangat penting untuk memahami fungsi tanaman sebagai bagian dari populasi – terutama dalam konteks spesies yang biotically pollinated – sebagai suatu sistem ekologis yang lebih kompleks.
Maksud dari manajemen polinasi/penyerbukan (pollination management) adalah untuk memastikan bahwa transfer tepung sari dari genotip yang dibutuhkan telah mencukupi untuk dapat memproduksi biji dalam kualitas dan kuantitas yang optimal.

Macam penyerbukan di alam
1. Penyerbukan tertutup (kleistogami)
Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Dapat ddisebabkan oleh :
• Putik dan serbuk sari masak sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar)
• Konstruksi bunga menghalangi terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak besar dan menutup. Contoh : familia Papilionaceae

2. Penyerbukan terbuka (kasmogami)
Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda. Hal ini dapat terjadi jika putik dan serbuk sari masak setelah terjadinya anthesis (bunga mekar)

Beberapa tipe penyerbukan terbuka yang mungkin terjadi :
a. Autogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama
b. Geitonogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yg berbeda, dalam pohon yg sama
c. Allogamie (Silang): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg sejenis
d. Xenogamie (asing): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg tidak sejenis

Beberapa tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka :
a. Dikogami
Putik dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.
• Protandri : benang sari lebih dahulu masak daripada putik
• Protogini : putik lebih dahulu masak daripada benang sari
b. Herkogami
Bunga yang berbentuk sedemikian rupa hingga penyerbukan sendiri tidak dapat terjadi. Misal Panili yang memiliki kepala putik yang tertutup selaput (rostellum).
c. Heterostili
Bunga memiliki tangkai putik (stylus) dan tangkai sari (filamentum) yg tidak sama panjangnya
• tangkai putik pendek (microstylus) dan tangkai sari panjang
• tangkai putik panjang (macrostylus) dan tangkai sari pendek
d. Tipe bunga yang penyerbukannya membutuhkan bantuan agen pembantu penyerbukan (pollinator); meliputi:
 Anemofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh angin)
 Entomofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh serangga)
 Ornitofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh burung)
 Kiropterofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh kelelawar)
Agen pembantu penyerbukan di alam
Proses penyerbukan biasanya membutuhkan bantuan agen atau vektor untuk menjamin terjadinya transfer (perpindahan) tepung sari menuju ke kepala putik. Dari jenisnya, agen tersebut dapat dibedakan menjadi :
• Agen Biotik
Penyerbukan dengan bantuan agen biotik biasanya terjadi di daerah tropis. Contoh agen biotik : serangga, kelelawar, burung
• Agen Abiotik
Penyerbukan dengan bantuan agen abiotik biasa terjadi di daerah temperate. Contoh agen abiotik : angin, air

Pada penyerbukan biotik, proses penyerbukan merupakan resultan dari serangkaian interaksi yang telah terbentuk antara tanaman berbunga dan pollinatornya, yang dikondisikan oleh lingkungan menjelang dan selama anthesis. Dengan demikian, keberhasilan penyerbukan mensyaratkan adanya kemampuan dari pollinator untuk membangun sejumlah interaksi dengan tanaman berbunga yang dapat mengakibatkan terjadinya transfer tepung sari.
Menurut Ghazoul (1997), pengunjung bunga (flower visitor) dapat diduga sebagai agen pembantu penyerbukan (pollinator) jika organisme tersebut dapat memastikan terjadinya transfer tepung sari pada kepala putik. Sehubungan dengan itu, Griffin dan Sedgley (1989) mengajukan sejumlah kriteria pollinator efektif yaitu :
 mengadakan kunjungan yang tetap pada bunga saat tepung sari masak dan putik reseptif,
 melakukan aktivitas pada kisaran kondisi cuaca/iklim yang sama dengan saat terjadinya musim bunga,
 mengunjungi banyak bunga pada banyak pohon dalam satu populasi,
 membawa muatan tepung sari yang mencukupi,
 membuat kontak yang kontinu dengan kepala putik, dengan cara yang dapat mengakibatkan terjadinya penyerbukan,
 ada dalam jumlah yang mencukupi.
Pada penyerbukan biotik, tanaman harus membangun sejumlah interaksi dengan agennya untuk menjamin terjadinya kunjungan yang kontinu, yang berakibat pada terjadinya transfer tepung sari. Sehubungan dengan keharusannya untuk menarik agen pembantu penyerbukan, bunga memproduksi atraktan.

Atraktan pada Tanaman
Atraktan adalah material yang disediakan oleh bunga untuk menjalin interaksi yang kontinu dengan pollinator-nya.

Atraktan primer
Berupa substansi/materi yang disediakan oleh tanaman untuk memperoleh kunjungan yang kontinu dari pollinator-nya. Atraktan primer dapat berupa :
 Sumber energi (makanan): biasanya dalam bentuk nektar dan pollen
Tiap-tiap jenis pollinator hanya dapat mengambil nektar pada volume dan konsentrasi tertentu
 Tempat membangun sarang
Contoh : Blastophagus psenes, sejenis tawon dari ordo Hymenoptera membangun sarangnya di dalam buah muda Ficus carica. Ketika akan bertelur, serangga betina memasuki bunga sehingga tepung sari yang menempel di tubuhnya jatuh pada kepala putik.
 Tempat melakukan perkawinan
Contoh : nangka (Arthocarpus heterophyllus) dan cocoa (Theobroma cacao) merupakan sarang bagi sejenis lalat (ordo Diptera)

Atraktan Sekunder
Adalah efek-efek tertentu yang ditampilkan oleh bunga untuk mengusahakan agar eksistensinya dapat diketahui oleh pollinator-nya. Atraktan sekunder dapat berupa :
 Warna bunga
Tiap-tiap jenis pollinator hanya dapat menangkap spektrum warna tertentu.
Lebih berperan untuk menarik diurnal pollinator (pollinator yang aktif pada siang hari)
 Ukuran dan bentuk bunga
Ukuran dan bentuk bunga berhubungan dengan struktur tubuh dan tipe mulut agen penyerbuk.
 Bau bunga
Lebih berperan untuk menarik nocturnal pollinator (pollinator yang aktif pada malam hari)

Hubungan antara arsitektur bunga dengan jenis pollinatornya
Arsitektur bunga yang meliputi ukuran, kedudukan organ reproduksi, aksesibilitas nektar, dan struktur bunga, semua mempengaruhi interaksi antara tanaman dengan pollinatornya (Ghazoul, 1997; Griffin dan Sedgley, 1989). Karena agen pengunjung menunjukkan variasi yang spesifik dalam hal ukuran tubuh, kemampuan sensorik, perilaku pencarian makan dan sumber energi yang dibutuhkan, maka ada hubungan tertentu yang secara general dapat ditarik antara arsitektur pembungaan dengan tipe pollinatornya (Faegri dan van der Pijl, 1979 dalam Griffin dan Sedgley, 1989).

Konsentrasi dan volume nektar yang dapat diambil oleh tiap jenis pollinator

Jenis pollinator Volume nektar (l) Konsentrasi nektar (%)
Hymenoptera 5-100 20-45
Lepidoptera 50-500 20-40
Diptera 0-20 10-30
Burung 30->1000 5-20
Kelelawar 100->1000 5-20

Tipe pollinator tertentu akan mengunjungi bunga dengan tipe tertentu pula

Jenis pollinator Bentuk bunga Organ sexual bunga Warna Bau Atraktan primer
Lebah (Hymenoptera) Zygomorphic,
semi-tertutup Tersembunyi Kuning, biru cerah Segar, tidak menyengat Pollen,nektar
Kumbang (Coleoptera) Dish, bowl Exposed Cream, hijau buram, coklat, putih keruh Kuat, menyengat Pollen, nektar
Kupu-kupu (Lepidoptera) Merah, kuning, biru, pink
Moths
(Lepidoptera) Horizontal, mekar malam hari Exposed Putih, pink Berbau manis dan menyengat Nektar
Lalat
(Diptera) Dish, bowl Exposed Warna pucat & buram spt Coklat, ungu Nektar
Kelelawar
Besar, bertangkai kuat, brush Exposed Cream, hijau buram, ungu Menyengat, terutama pada malam hari Nektar, pollen
Burung Tabung atau tergantung, mekar siang hari Exposed Merah, warna-warna cerah dan menyolok Nektar




Tipe bowl (mangkuk) Tipe brush (sikat) Tipe composite

Tipe funnel Tipe tube (tabung)
Tipe flag


b. Penyerbukan Buatan

Setiap individu memiliki variasi dalam sifat-sifat :
- kecepatan pertumbuhan
- pembungaan dan kemampuan reproduksi
- resistensi
- kualitas dan bentuk batang, dll
Dalam perkawinan silang antara induk jantan dan induk betina, akan terjadi penggabungan sifat antara keduanya.
Penelitian reproduksi biologi tanaman hutan saat ini telah mencapai tingkatan di mana penyerbukan terkendali dan seleksi sifat-sifat unggul dapat diaplikasikan untuk meningkatkan kualitas spesies. Perkembangan teknik persilangan yang efektif, karena itu sangat ditentukan oleh pengetahuan mengenai sistem breeding dari spesies dimaksud.
Penyerbukan silang buatan dimaksudkan untuk menggabungkan sifat-sifat baik yang dimiliki oleh induk jantan dan induk betina, dengan harapan akan diperoleh keturunan yang memiliki gabungan dari sifat-sifat baik tersebut.
Alasan lain dilakukannya penyerbukan silang buatan :
- Tanaman berkelamin satu (unisexualis) atau berumah dua (dioecious)
- Tanaman bersifat dikogami atau herkogami
- Serbuk sari steril
- Selfing terus menerus akan mengakibatkan degenerasi
- Adanya mekanisme self incompatible

Teknik penyerbukan silang buatan
1. Persiapan
 Pengamatan bunga : pembungaan, benang sari, putik
 Mengumpulkan informasi mengenai : asal usul dan sifat tanaman, waktu penyerbukan yang baik
 Pemilihan induk jantan dan betina
 Pemilihan bunga-bunga yang akan disilangkan
2. Isolasi kuncup terpilih
3. Kastrasi/emaskulasi
 Membuang semua benang sari dari sebuah kuncup bunga yang akan dijadikan induk betina dalam penyerbukan silang
 Dimaksudkan untuk menghindarkan penyerbukan sendiri

(a) (b)
Contoh emaskulasi pada Eucalyptus pellita : kuncup bunga yang siap diemaskulasi – ciri morfologis warna kuning rata (a), dan kuncup bunga setelah diemaskulasi (b)
Dilakukan sebelum bunga mekar (putik dan benang sari belum masak)


4. Pengumpulan dan penyimpanan serbuk sari
Hal-hal yang harus diperhatikan :
 Serbuk sari tidak dapat disimpan terlalu lama pada kelembaban relatif tinggi
 Makin tua umur serbuk sari, makin rendah kemampuan kecambahnya untuk membentuk tabung serbuk sari
 Serbuk sari membutuhkan penyimpanan dengan kelembaban rendah (10-50%) dan suhu rendah (2-8ºC). Biasanya serbuk sari disimpan dalam desiccator yang diisi CaCl2 atau H2SO4 dengan konsentrasi tertentu.
5. Melakukan penyerbukan silang
 Pada bunga hermafrodit, kastrasi harus dilakukan
 Pada tanaman yang hanya menghasilkan bunga betina (femineus), putik dapat langsung diserbuki (tanpa kastrasi terlebih dahulu) saat bunga mekar
 Waktu terbaik untuk melakukan penyerbukan adalah pada saat tanaman berbunga lebat
 Suhu yang baik untuk melakukan penyerbukan adalah 20-25 ºC
 Hindarkan kompetisi nutrisi antar putik yang diserbuki (Dalam satu cabang, sebaiknya jumlah putik yang diserbuki tidak terlalu banyak)
 Kepala putik harus sudah mencapai masa reseptif, dan serbuk sari sudah benar-benar