Jika berjalan di paya bakau ketika air surut, kita mungkin melihat ratusan struktur kecil mencacak keluar dari lumpur. Ada yang menyerupai pensel pendek, manakala yang lain seperti batang kayu yang terpacak tegak. Struktur itu ialah akar khas yang dipanggil pneumatofor. Pada pokok api-api, akar ini membantu mengatasi masalah besar tumbuhan paya, iaitu kekurangan oksigen dalam tanah yang tepu dengan air.
Mengapakah lumpur paya bakau kekurangan oksigen?
Akar memerlukan oksigen untuk respirasi sel, iaitu proses membebaskan tenaga daripada bahan organik. Di tanah yang bersaliran baik, oksigen dari atmosfera bergerak melalui ruang udara antara zarah tanah. Di paya bakau, lumpur sering tepu dengan air yang memenuhi ruang yang biasanya berisi udara. Oksigen meresap jauh lebih perlahan melalui air berbanding udara, sedangkan akar dan mikroorganisma dalam tanah terus menggunakannya. Akibatnya kandungan oksigen dalam lumpur boleh menjadi sangat rendah, khususnya apabila tanah kekal ditenggelami air lama, dan akar sukar mendapat oksigen yang mencukupi melalui permukaannya yang biasa.
Apakah sebenarnya pneumatofor?
Pada pokok api-api, akar mendatar dalam lumpur menghasilkan banyak pneumatofor yang tumbuh ke atas. Sebahagiannya muncul melepasi permukaan lumpur dan terdedah kepada udara ketika air surut. Bentuknya berbeza mengikut spesies, dan pada Avicennia marina ia lazimnya silinder memanjang seperti pensel. Walaupun tumbuh ke atas, ia tetap akar. Permukaannya mempunyai lentisel, iaitu kawasan berliang pada permukaan organ berkayu yang membolehkan gas bergerak antara udara luar dengan ruang udara dalam tisu akar.
Bagaimanakah oksigen bergerak ke akar bawah tanah?
Di dalam pneumatofor terdapat tisu dengan banyak ruang udara, dipanggil aerenkima. Ruang itu membentuk laluan untuk gas bergerak melalui sistem akar. Apabila pneumatofor terdedah kepada udara, oksigen masuk melalui lentisel dan laluan pertukaran gas lain, lalu bergerak melalui ruang udara dalam akar terutamanya secara resapan, iaitu pergerakan daripada kepekatan tinggi ke rendah. Sel akar dalam lumpur menggunakan oksigen itu untuk respirasi, dan karbon dioksida yang terhasil boleh bergerak melalui ruang udara yang sama untuk dilepaskan.
Namun pneumatofor bukan pam udara yang aktif menyedut oksigen seperti paru-paru haiwan. Pergerakan gas bergantung pada sifat fizikal tisu, perbezaan kepekatan dan keadaan persekitaran.
Apakah yang berlaku ketika air pasang?
Apabila air pasang, sebahagian atau seluruh pneumatofor boleh ditenggelami, dan hubungan langsung dengan udara terhad. Oksigen terlarut masih wujud dalam air, tetapi pengangkutannya melalui air lebih perlahan daripada melalui udara. Maka pertukaran gas boleh berkurang ketara. Kajian pada Avicennia marina menunjukkan kepekatan oksigen dalam ruang udara akar menurun ketika pneumatofor ditenggelami air pasang, dan meningkat semula secara beransur selepas air surut. Ini bermaksud keberkesanan pneumatofor bergantung pada kitaran pendedahan kepada udara, dan akar tidak boleh ditenggelami tanpa had.
Adakah semua pokok bakau mempunyai akar seperti pensel?
Tidak. Spesies Avicennia lazimnya mempunyai pneumatofor tegak daripada akar mendatar. Sesetengah spesies Sonneratia menghasilkan akar pernafasan yang lebih besar dan berbentuk kon. Bruguiera boleh mempunyai akar lutut yang melengkung keluar dari tanah lalu masuk semula. Rhizophora terkenal dengan akar jangkang yang menyokong pokok dan turut menyediakan permukaan untuk pertukaran gas. Bentuknya berbeza, tetapi semuanya membantu tumbuhan menyesuaikan diri dengan tanah yang kerap ditenggelami.
Mengapakah bilangan pneumatofor berbeza antara pokok?
Pokok api-api tidak semestinya menghasilkan bilangan pneumatofor yang sama. Kajian lapangan 2021 mendapati kepadatan pneumatofor Avicennia marina berhubung dengan saiz pokok, kandungan lumpur dan keadaan oksigen dalam sedimen. Dalam kawasan kajian itu, kepadatan cenderung lebih tinggi apabila kandungan lumpur meningkat dan oksigen sedimen menurun. Penyelidik mencadangkan lebih banyak pneumatofor boleh meningkatkan luas permukaan untuk pertukaran gas. Namun hubungan statistik tidak membuktikan kekurangan oksigen sebagai satu-satunya faktor, kerana umur pokok, pasang surut dan sifat sedimen turut mempengaruhinya.
Bagaimana kita mengetahui hal ini?
Mengapakah akar pokok api-api memerlukan pneumatofor?