PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN
Hai.. kita ketemu lagi dalam postingan Biologi kali ini.
Di dalam materi ini kita akan membahas mengenai pertumbuhan, perkembangan, diferensiasi, jenis perkecambahan dan faktor-faktor yang mrmprngaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Tumbuhan adalah makhluk hidup yang mempunyai ciri sebagaimana makhluk hidup lainnya. Salah satu ciri tumbuhan adalah mengalami pertumbuhan dan perkembangan.
Pertumbuhan pada tanaman dapat dilihat dari makin besarnya suatu tanaman yang disebabkan oleh jumlah sel yang bertambah banyak dan bertambah besar.
Selain tumbuh, tanaman juga mengalami perkembangan, yaitu proses menuju kedewasaan secara seksual di mana tanaman sudah siap untuk menghasilkan keturunan.
Semua organisme dalam hidupnya mengalami proses perubahan biologis. Perubahan tersebut terjadi disebabkan semua organisme mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Berlangsungnya proses perubahan biologis dipengaruhi oleh tersedianya faktor-faktor pendukung.
Perubahan tanaman kecil menjadi tanaman dewasa dan menghasilkan buah berawal dari satu sel zigot menjadi embrio, kemudian menjadi satu individu yang mempunyai akar, batang, dan daun.
Demikian pula hewan, tumbuh dari satu sel zigot menjadi embrio, kemudian berkembang menjadi satu individu lengkap dengan organ-organ yang dimiliki, seperti kaki, kepala, dan tangan.
Peristiwa perubahan biologi yang terjadi pada makhluk hidup yang berupa pertambahan ukuran (volume, massa, dan tinggi) yang bersifat irreversibel disebut pertumbuhan.
Perubahan terjadi selama masa pertumbuhan menuju pada satu proses kedewasaan sehingga terbentuk organ-organ yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda. Sebagai contoh,
pertumbuhan tanaman membentuk akar, batang, dan daun. Peristiwa perubahan yang demikian disebut diferensiasi.
Peristiwa diferensiasi menghasilkan perbedaan yang tampak pada struktur dan fungsi masing-masing organ, sehingga perubahan yang terjadi pada organisme tersebut makin kompleks. Proses perubahan biologis seperti ini disebut perkembangan. Perkembangan mengarah pada proses menuju kedewasaan organisme.
Pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil interaksi antara faktor-faktor dalam dan luar. Faktor yang terdapat dalam tubuh organisme, antara lain sifat genetik yang ada di dalam gen dan zat pengatur tumbuh yang merangsang pertumbuhan. Adapun faktor lingkungan merupakan faktor dari luar yang memengaruhi pertumbuhan. Kemudian, potensi genetik hanya akan berkembang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok.
Dengan demikian, sifat yang tampak pada tumbuhan dan hewan merupakan hasil interaksi antara faktor genetik dengan faktor lingkungan secara bersama-sama.
A. Tahap-Tahap Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Berbunga
1. Tahap Awal Pertumbuhan
Pertumbuhan pada biji telah dimulai pada saat proses fisika, kimia, dan biologi mulai berlangsung.
Kerja enzim ini antara lain, mengaktifkan metabolisme di dalam biji dengan mensintesis cadangan makanan sebagai persediaan cadangan makanan pada saat perkecambahan berlangsung yang dipakai untuk berkecambah.
2. Perkecambahan
Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil) dari dalam biji yang merupakan hasil pertumbuhan dan perkembangan embrio. Pada perkembangan embrio saat berkecambah, bagian plumula tumbuh dan berkembang menjadi batang, sedangkan radikula menjadi akar.
 |
| Dua tipe perkecambahan |
a. Tipe perkecambahan di atas tanah (Epigeal)
Tipe ini terjadi, jika plumula muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tetap berada di dalam tanah.
b. Tipe perkecambahan di bawah tanah (Hipogeal)
Tipe ini terjadi, jika plumula dan kotiledon muncul di atas permukaan tanah.
Makanan untuk pertumbuhan embrio diperoleh dari cadangan makanan karena belum terbentuknya klorofil yang diperlukan dalam fotosintesis. Pada tumbuhan dikotil makanan diperoleh dari kotiledon, sedangkan pada tumbuhan monokotil diperoleh dari endosperm.
3. Pertumbuhan Primer
Setelah fase perkecambahan, diikuti pertumbuhan tiga sistem jaringan meristem primer yang terletak di akar dan batang. Pada fase ini tumbuhan membentuk akar, batang, dan daun. Tiga sistem jaringan primer yang terbentuk sebagai berikut.
a. Protoderm, yaitu lapisan terluar yang akan membentuk jaringan epidermis.
b. Meristem dasar yang akan berkembang menjadi jaringan dasar yang mengisi lapisan korteks pada akar di antara style dan epidermis.
c. Prokambium, yaitu lapisan dalam yang akan berkembang menjadi silinder pusat, yaitu floem dan xylem
Pertumbuhan Primer pada Akar
Akar muda yang keluar dari biji segera masuk ke dalam tanah, selanjutnya membentuk sistem perakaran tanaman. Pada ujung akar yang masih muda, terdapat empat daerah pertumbuhan sebagai berikut.
a. Tudung akar (kaliptra)
Tudung akar atau kaliptra berfungsi sebagai pelindung terhadap benturan fisik ujung akar terhadap tanah sekitar pertumbuhan. Fungsi lain ujung akar, yaitu memudahkan akar menembus tanah karena tudung akar dilengkapi dengan sekresi cairan polisakarida.
Perbedaan antara tudung akar dikotil dan monokotil sebagai berikut.
– Pada tudung akar dikotil, antara ujung akar dengan kaliptra tidak terdapat batas yang jelas dan tidak
memiliki titik tumbuh pada kaliptra tersebut.
– Pada tudung akar monokotil, antara ujung akar dan kaliptra terdapat batas yang jelas atau nyata dan
mempunyai titik tumbuh tersendiri yang disebut kaliptrogen.
Sel-sel kaliptra yang dekat dengan ujung akar mengandung butir-butir tepung yang disebut kolumela.
b. Meristem
Meristem merupakan bagian dari ujung akar yang selnya senantiasa mengadakan pembelahan secara mitosis. Meristem ini terletak di belakang tudung akar. Pada tumbuhan dikotil, sel-sel tudung akar yang rusak akan digantikan oleh sel-sel baru yang dihasilkan oleh sel-sel me-ristem primer dari perkembangan sel-sel meristem apikal.
c. Daerah pemanjangan sel
Daerah pemanjangan sel terletak di belakang daerah meristem. Sel-sel hasil pembelahan meristem tumbuh dan berkembang memanjang pada daerah ini.
Aktivitas pertumbuhan dan perkembangan memanjang dari sel mengakibatkan pembelahan sel di daerah ini menjadi lebih lambat dari bagian lain. Pemanjangan sel tersebut berperan penting untuk membantu daya tekan akar dan proses pertumbuhan memanjang akar.
d. Daerah diferensiasi
Pada daerah ini, sel-sel hasil pembelahan dan pemanjangan akan mengelompok sesuai dengan kesamaan struktur. Sel-sel yang memiliki kesamaan struktur, kemudian akan memperoleh tugas membentuk jaringan tertentu.
Pertumbuhan Primer pada Batang
 |
| Primordia daun |
Pertumbuhan, pembelahan, dan pemanjangan sel terjadi di dalam internodus.
4. Pertumbuhan Sekunder
Setelah meristem primer membentuk jaringan permanen, kemudian meristem sekunder mengalami pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder hanya terjadi pada tumbuhan dikotil, yaitu pembentukan kambium yang terbentuk dari parenkim atau kolenkim.
 |
| Penampang melintang batang |
Xilem dan floem yang terbentuk dari aktivitas kambium disebut xilem sekunder dan floem sekunder. Pertumbuhan xilem dan floem tersebut menyebabkan batang bertambah besar dan terbentuk lingkaran tahun yang dipengaruhi oleh aktivitas pada musim kemarau dan musim penghujan.
B. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
1. Faktor Dalam yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
Faktor dalam yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan adalah gen dan zat pengatur tumbuh.
a. Faktor gen
Faktor penurunan sifat pada keturunan terkandung di dalam gen. Informasi genetik pada gen mengendalikan terbentuknya sifat penampakan secara fisik (fenotip) melalui interaksinya dengan faktor lingkungan.
b. Zat pengatur tumbuh (hormon)
Zat pengatur tumbuh (hormon) pada tanaman ialah senyawa organik yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung, menghambat, dan mengubah proses fisiologis tumbuhan. Pada konsentrasi tertentu hormon dapat memacu pertumbuhan, tetapi pada konsentrasi yang tinggi dapat menekan pertumbuhan.
Macam-macam hormon sebagai berikut.
1) Auksin
Auksin mula-mula ditemukan oleh Darwin, dengan percobaan pengaruh penyinaran terhadap koleoktil. Auksin adalah hormon yang berperan merangsang pembelahan sel dan pengembangan sel. Hormon auksin/IAA memiliki sifat menjauhi cahaya.
Hormon ini diproduksi pada ujung tunas akar dan batang. Pengaruh hormon auksin dalam konsentrasi yang berbeda pada bagian tubuh tanaman mengakibatkan terjadinya pertumbuhan yang tidak seimbang.
Bagian yang mengandung auksin lebih banyak memiliki kecepatan tumbuh yang lebih besar. Adapun bagian yang kekurangan akan mengalami pertumbuhan lebih lambat.
Jika ini terjadi pada pucuk batang, terjadi pembengkokan arah pertumbuhan.
Pengaruh auksin terhadap perkembangan sel memperlihatkan bahwa auksin dapat menaikkan tekanan osmotik, meningkatkan permeabilitas sel terhadap air, menyebabkan pengurangan tekanan pada dinding-dinding sel, meningkatkan sintesis protein, meningkatkan plas-tisitas, mengembangnya
dinding sel.
Dilihat dari segi fisiologi, hormon auksin berpengaruh pada:
a) pengembangan sel;
b) fototropisme;
c) geotropisme;
d) pertumbuhan akar;
e) partenokarpi;
f) pembentukan batang.
2) Giberelin
Giberelin merupakan jenis hormon yang mula-mula ditemukan oleh Kuroshawa dari Jepang.
Hormon ini berpengaruh terhadap sifat genetik, pembungaan, penyinaran, dan mobilisasi karbohidrat
selama perkecambahan.
Hormon ini berperan dalam mendukung perpanjangan sel, aktivitas kambium mendukung pembentukan RNA baru, dan sintesis protein.
3) Sitokinin
Sitokinin ditemukan oleh Kinetin. Sitokinin berfungsi untuk:
a) merangsang pembelahan sel;
b) merangsang pembentukan tunas;
c) menghambat efek dominasi apikal oleh auksin pada batang;
d) mempercepat pertumbuhan memanjang.
4) Etilen
Dalam keadaan normal, etilen akan berbentuk gas dan berperan apabila terjadi perubahan secara fisiologis pada suatu tanaman. Hormon ini berperan pada proses pematangan buah. Hubungan etilen dengan auksin yaitu etilen memengaruhi pembentukan protein yang diperlukan dalam aktivitas pertumbuhan.
5) Inhibitor
Inhibitor adalah zat yang menghambat pertumbuhan pada tanaman inhibitor. Sering dijumpai pada proses perkecambahan, pertumbuhan pucuk, atau dalam dormansi. Beberapa jenis inhibitor yaitu asam absisat dan plant growth retardant.
Asam absisat terdapat pada daun, batang, akar, umbi, tunas, buah, dan endosperm. Zat ini mempunyai
fungsi berlawanan dengan auksin, giberelin, dan sitokinin.
Plant growth retardant adalah inhibitor yang berlawanan dengan kegiatan giberelin pada perpanjangan batang.
2. Faktor Luar yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
Faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan adalah faktor lingkungan, misalnya nutrisi, air, cahaya, suhu, dan kelembapan.
a. Nutrisi
Nutrisi terdiri atas unsur-unsur atau senyawa-senyawa kimia sebagai sumber energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.
Nutrisi umumnya diambil dari dalam tanah dalam bentuk ion dan kation, sebagian lagi diambil dari udara.
Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro (C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mg). Adapun unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro (B, Mn, Mo, Zn, Cu, Cl).
Jika salah satu kebutuhan unsur- unsur tersebut tidak terpenuhi, akan mengakibatkan kekurangan
unsur yang disebut defisiensi. Defisiensi mengakibatkan pertumbuhan menjadi terhambat.
b. Air
Air berperan di dalam melarutkan unsur hara dalam proses penyerapan. Air dibutuhkan tumbuhan sebagai pelarut bagi kebanyakan reaksi dalam tubuh tumbuhan dan sebagai medium reaksi enzimatis. Sebagai pelarut, air juga memengaruhi kadar enzim dan substrat sehingga secara tidak langsung memengaruhi laju metabolisme.
Kekurangan air pada tanah menyebabkan terhambatnya proses osmosis. Proses osmosis akan terhenti atau berbalik arah yang berakibat keluarnya materi-materi dari protoplasma sel-sel tumbuhan, sehingga tanaman kering dan mati.
c. Cahaya
Cahaya mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis. Cahaya secara langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan setiap tanaman. Pengaruh cahaya secara langsung dapat diamati dengan membandingkan tanaman yang tumbuh dalam keadaan gelap dan terang. Pada keadaan gelap, pertumbuhan tanaman mengalami etiolasi yang ditandai dengan pertumbuhan yang abnormal (lebih panjang), pucat, daun tidak berkembang, dan batang tidak kukuh.
Sebaliknya, dalam keadaan terang tumbuhan lebih pendek, batang kukuh, daun berkembang sempurna dan berwarna hijau. Dalam fotosintesis, cahaya berpengaruh langsung terhadap ketersediaan makanan. Tumbuhan yang tidak terkena cahaya tidak dapat membentuk klorofil, sehingga daun menjadi pucat.
d. Suhu
Suhu berpengaruh terhadap fisiologi tumbuhan, antara lain memengaruhi kerja enzim. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghambat proses pertumbuhan. Suhu yang paling baik untuk pertumbuhan disebut suhu optimum (100–380C).
e. Kelembapan
Tanah dan udara yang lembap berpengaruh terhadap pertum-buhan. Pada keadaan lembap, banyak air yang diserap oleh tumbuhan dan sedikit penguapan yang terjadi sehingga meng-akibatkan pertumbuhan menjadi cepat. Akibat pemanjangan sel-sel yang cepat, tumbuhan bertambah besar.
Pada kondisi ini, faktor kehilangan air sangat kecil karena transpirasi yang kurang. Adapun untuk mengatasi kelebihan air, tumbuhan beradaptasi dengan memiliki permukaan helaian daun yang lebar.