Advertisement

Teori Kohesi tentang Penaikan Cairan, Teori kohesi yang dikemukakan oleh Dixon dan J oly pada tahun 1894 menganggap bahwa penaikan cairan tidak melibatkan suatu pengeluaran energi oleh tumbuhan karena kekuatan penggerak berasal dari panas matahari yang dengan menyediakan panas laten dalam evaporasi menyebabkan air menguap dari daun. Selama transpirasi daun, air menguap ke dalam ruang-ruang udara antarsel pada jaringan mesofil dari dinding-dinding sel jenuh air, yang di dalamnya air terdapat dalam pori-pori kecil yang tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya biasa. Penguapan air dari permukaan sel-sel yang sedang bertranspirasi menyebabkan meniskus dalam pori-pori yang submikroskopik ini tertarik ke atas (  11.7). Ini menimbulkan tekanan negatif pada air sehingga potensial air (w) sel berkurang. Sebagai akibatnya air berdifusi ke dalam sel-sel ini dari sel-sel di sebelahnya, sehingga potensial airnya berkurang juga. Dengan demikian, terjadi gradasi potensial air dan gradasi ini diteruskan dari sel ke sel sampai mencapai sel-sel yang berbatasan langsung dengan unsur-unsur xilem dalam ikatan pembuluh urat-urat daun. Sel-sel terakhir ini kemudian menarik air dari pembuluh atau trakeid, yang berisi air dengan konsentrasi larutan rendah dan karena itu mempunyai potensial air yang tinggi (yaitu v hampir nol). Semakin cepat air divapkan semakin besar grad asi potensial air dan karena itu semakin cepat pula air berdifusi dari unsur-unsur xilem ke permukaan transpirasi. Bila sebuah sel mesofil menyerap air dari sebuah trakeid atau pembuluh di sebelahnya, proses tersebut tidak mengosongkan unit pengaliran air. Oleh karena unit pengaliran air tersebut seluruhnya terisi air, satu-satunya jalan untuk mengosongkannya adalah pemutusan kolom air tersebut. Pemutusan seperti itu hanya dapat terjadi dengan membuat suatu keadaan hampa, baik karena air menarik diri dari dinding sel maupun molekul-molekul air saling melepaskan diri satu dari yang lain.

Molekul-molekul air, meskipun terus-menerus bergerak, saling tarik-menarik sangat kuat satu sama lain dan tertarik ke permukaan bersih benda padat yang disentuhnya. Sifat air ini disebut kohesi dan adhesi, yang merupakan landasan dari apa yang disebut teori kohesi penaikan cairan. Menurut teori ini penarikan air dari xilem menyebabkan tegangan atau tekanan negatif berkembang dalam air dan ini berpengaruh terhadap penurunan potensial air. Diperkirakan bahwa jika transpirasi berlangsung dan air ditarik dari xilem, kolom air dibentangkan menjadi benang yang tegang tetapi tidak terputus karena adanya tarikan bersama (kohesi) antara molekul-molekul air. Setiap kolom air berperangai seperti kawat baja kecil dalam keadaan tegang. Oleh karena jenuh air, dinding penyekat dalam pembuluh xilem tidak mengganggu kesinambungan kolom air. Tegangan yang berkembang pada ujung atas kolom air dalam daun-daun yang bertranspirasi dengan demikian diteruskan ke ujung bawah dalam akar (  11.8). Kolom-kolom air tidak terlepas dari dinding-dinding sel di sekelilingnya karena adanya adhesi antara molekul-molekul air dalam kolom dan molekul-molekul pembentuk struktur dinding sel.

Advertisement

Keadaan tegangan dalam xilem tumbuha.n yang sedang bertranspirasi setidak-tidaknya dapat diperagakan dengan dua cara. (1) J ika batang suatu tumbuhan layu dimasukkan ke dalam larutan pewarna eosin dan kemudian ditusuk dengan pisau dalam larutan, zat pewarna akan diisap ke atas dan ke bawah dalam xilem dari titik tusukan itu. Pengisapan larutan eosin seperti itu tidak akan terjadi jika eksperimen diulang dengan tumbuhan yang tidak layu yang sebelumnya mempunyai hubungan dengan persediaan air tak terbatas. (2) Dengan memasang sebuah kapiler (yang disebut dendrograf) sangat peka pada batang sebuah pohon dapat ditunjukkan bahwa diameter batang agak mengecil bila terjadi transpirasi. Ini merupakan suatu pengamatan yang sesuai dengan berkembangnya tegangan longitudinal dalam unit-unit pembuluh penyalur air. .

Perhitungan kekuatan yang diperlukan untuk menaikkan air ke puncak-puncak pohon tertinggi, dengan mempertimbang-kan pula tahanan keseluruhan sepanjang jalur aliran air, menunjukkan bahwa tegangan yang berkembang adalah sekitar 20 bar. Dengan memperhitungkan diameter rata-rata pembuluh xilem dan sifat-sifat dindingnya, perkiraan eksperimental mengenai daya rentang air murni dan perasan cairan xilem berkisar dari setinggi 300 bar untuk air sampai serendah 30 bar untuk cairan tersebut. Meskipun angka-angka ini tidak merupakan ukuran daya rentang cairan di bawah kondisi yang ada dalam tumbuhan, angka-angka tersebut menunjukkan bahwa sifat-sifat adhesi dan kohesi air mampu menahan tegangan yang diperlukan sesuai dengan teori kohesi untuk mempertahankan kesinambungan kolom air, bahkan dalam pohon-pohon tertinggi sekalipun.

Konsep dasar mengenai teori kohesi, yaitu bahwa penaikan cairan dapat diterangkan dengan aspek-aspek fisik saja, ditunjang oleh kenyataan bahwa perilaku tumbuhan hidup dapat disimulasi dengan suatu model yang tak hidup (  11.9). J ika sebuah potongan pucuk dihubungkan dengan sebuah tabung gelas penuh air yang ujung bawahnya dimasukkan ke dalam air raksa, dan tumbuhan tersebut bertranspirasi dengan laju tinggi, maka air raksa tersebut akan ditarik ke atas sampai ketinggian lebih dari 77 cm (setara dengan 1 bar). Jika sebuah pot yang sarang dan terisi penuh air dijadikan pengganti pucuk tumbuhan yang sedang bertranspirasi dalam alat tersebut tadi, air raksa akan tertarik juga ke atas sebagai akibat evaporasi yang terjadi dari pot yang sarang ke udara sekitarnya. Kondisi fisik yang mempengaruhi laju transpirasi pada potongan pucuk mempunyai pengaruh yang sebanding juga dengan evaporasi dari pot yang sarang tersebut. Dengan demikian, model yang tak hidup pun berperilaku seperti apa yang dirumuskan oleh teori kohesi.

Meskipun bukti-bukti yang ada tidak meragukan lagi bahwa evaporasi pada permukaan daun merupakan kekuatan penggerak bagi penaikan cairan, ada beberapa sanggahan serius terhadap teori kohesi ini, terutama bahwa beluin ada seorang pun yang dapat meramu suatu cara untuk mengukur tegangan dalam xilem tumbuhan utuh. Sampai kehadiran tegangan dapat dipastikan dengan pengukuran langsung teori kohesi akan tetap merupakan suatu teori belaka.

 

Advertisement