PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN
Pertumbuhan adalah :
- Peristiwa
perubahan biologi yang terjadi pada makhluk hidup yang berupa pertambahan
ukuran (volume, massa, dan tinggi)
- Irreversibel
(tidak kembali ke asal)
- dapat diukur
serta dinyatakan secara kuantitatif.
- Auksanometer
adalah Suatu alat untuk mengukur pertumbuhan memanjang suatu tanaman, yang
terdiri atas sistem kontrol yang dilengkapi jarum penunjuk pada busur
skala atau jarum yang dapat menggaris pada silinder pemutar.
Perkembangan adalah:
- Proses menuju
tercapainya kedewasaan atau tingkat yang lebih sempurna (kompleks).
- Sel-sel
berdiferensiasi.
- Peristiwa
diferensiasi menghasilkan perbedaan yang tampak pada struktur dan fungsi
masing-masing organ, sehingga perubahan yang terjadi pada organisme
tersebut semakin kompleks.
- Proses ini
berlangsung secara kualitatif.
- Irreversible
TAHAP-TAHAP PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN
TAHAP AWAL PERTUMBUHAN
- Mula-mula biji
melakukan imbibisi atau penyerapan air sampai ukuran
bijinya bertambah dan menjadi lunak.
- Saat air masuk
ke dalam biji, enzim-enzim mulai aktif sehingga menghasilkan berbagai
reaksi kimia.
- Kerja enzim ini
antara lain, mengaktifkan metabolisme di dalam biji dengan mensintesis
cadangan makanan sebagai persediaan cadangan makanan pada saat
perkecambahan berlangsung.
PERKECAMBAHAN
- Perkecambahan
terjadi karena pertumbuhan radikula (calon akar) dan
pertumbuhan plumula(calon batang).
- Faktor yang
memengaruhi perkecambahan adalah air, kelembapan, oksigen, dan suhu.
- Perkecambahan
biji ada dua macam, yaitu:
a. Tipe
perkecambahan di atas tanah (Epigeal)
Hipokotil
memanjang sehingga plumula dan kotiledon ke permukaan tanah
dan kotiledon melakukan fotosintesis selama daun belum terbentuk.
Contoh:
perkecambahan kacang hijau.
b. Tipe
perkecambahan di bawah tanah (hipogeal)
Epikotil
memanjang sehingga plumula keluar menembus kulit biji dan
muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tertinggal dalam tanah.
Contoh: perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum).
PERTUMBUHAN PRIMER
- Merupakan
pertumbuhan yang terjadi karena adanya aktivitas meristem primer.
- Pertumbuhan ini
disebabkan oleh kegiatan titik tumbuh primer yang terdapat pada ujung akar
dan ujung batang dimulai sejak tumbuhan masih berupa embrio.
- Ciri-ciri
jaringan meristem ini adalah mempunyai dinding sel yang tipis, bervakuola
kecil atau tidak bervakuola, sitoplasma pekat dan sel-selnya belum
berspesialisasi.
- Jaringan
meristem ada dua jenis, yaitu:
a.
Jaringan meristem apikal
Jaringan
ini terdapat pada ujung akar dan batang, yang berfungsi untuk mewujudkan
pertumbuhan primer.
b.
Jaringan meristem lateral
Jaringan
ini dapat membentuk pertumbuhan sekunder. Contoh yang sering kita temukan
adalah kambium, jaringan ini dapat menumbuhkan pertumbuhan lateral atau
menambah diameter dari bagian tumbuhan.
Kambium
didapatkan pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae.
Contoh
yang lain adalah kambium gabus yang terdapat pada batang dan akar tumbuhan
berkayu atau pada bagian tumbuhan yang kena luka.
PERTUMBUHAN SEKUNDER
- Pertumbuhan ini
terjadi pada tumbuhan Dikotiledon dan Gymnospermae.
- Pertumbuhan
sekunder disebabkan oleh kegiatan meristem sekunder, yang meliputi:
a.
Kambium gabus (felogen)
Pertumbuhan felogen menghasilkan jaringan gabus. Jaringan gabus
berperan sebagai pelindung, yaitu menggantikan fungsi epidermis yang mati dan
terkelupas, juga merupakan bagian dari jaringan sekunder yang disebut periderm.
b.
Kambium fasis (vasikuler)
Berperan membentuk xilem sekunder ke arah dalam dan membentuk
floem sekunder ke arah luar, selain itu juga menghasilkan sel-sel hidup yang
berderet-deret menurut arah jari-jari dari bagian xilem ke bagian floem yang
disebut jari-jari empulur.
Bagian xilem lebih tebal daripada bagian floem karena kegiatan
kambium ke arah dalam lebih besar daripada kegiatan ke arah luar.
c.
Kambium interfasis (intervasikuler)
Merupakan kambium yang membentuk jari-jari empulur. Tumbuhan
monokotil yang tidak mempunyai kambium, tumbuh dengan cara penebalan. Tetapi
pada umumnya, pertumbuhan terjadi karena adanya peningkatan banyaknya dan
ukuran sel. Pertumbuhan pada tumbuhan dikotil yang berkayu menyangkut kedua
aktivitas tersebut, sel-sel baru yang kecil yang dihasilkan kambium dan
meristem apikal, kemudian sel-sel ini membesar dan berdifferensiasi.
PERTUMBUHAN TERMINAL
Terjadi pada ujung akar dan ujung batang tumbuhan berbiji yang
aktif tumbuh. Terdapat 3 daerah (zona) pertumbuhan dan perkembangan.
a.
Daerah pembelahan (daerah meristematik)
Merupakan daerah yang paling ujung dan merupakan tempat
terbentuknya sel-sel baru. Sel-sel di daerah ini mempunyai inti sel yang
relatif besar, berdinding tipis, dan aktif membelah diri.
b.
Daerah pemanjangan
Merupakan daerah hasil pembelahan sel-sel meristem. Sel-sel
hasil pembelahan tersebut akan bertambah besar ukurannya sehingga menjadi
bagian dari daerah perpanjangan. Ukuran selnya bertambah beberapa puluh kali
dibandingkan sel-sel meristematik.
c.
Daerah diferensiasi
Merupakan daerah yang terletak di bawah daerah pemanjangan.
Sel-sel di daerah ini umumnya mempunyai dinding yang menebal dan beberapa di
antaranya mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, dan empulur. Sel
yang lain berdiferensiasi menjadi jaringan parenkim, jaringan penunjang, dan
jaringan pengangkut (xilem dan floem).
FAKTOR-FAKTOR
YANG MEMENGARUHI PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN
1. Faktor
Genetik
Setiap
jenis tumbuhan membawa gen untuk sifat-sifat tertentu, seperti berbatang tinggi
atau berbatang rendah. Tumbuhan yang mengandung gen yang baik dan didukung
lingkungan yang sesuai akan memperlihatkan pertumbuhan yang baik pula.
2. Faktor
Internal
Faktor
internal yang mempengaruhi pertumbuhan, yaitu hormon. Hormon tumbuhan ditemukan
oleh F. W. Went pada tahun 1928. Hormon berasal dari bahasa Yunani hormalin yang
berarti penggiat. Hormon tumbuhan disebut fitohormon.
Fitohormon tersebut, yaitu:
1. Auksin atau AIA (Asam Indol Asetat)
- Auksin merupakan
senyawa asam asetat dengan gugusan indol dan derivat-derivatnya.
- Pertama kali
auksin ditemukan pada ujung koleoptil kecambah gandum (Avena sativa).
- Pusat
pembentukan auksin adalah ujung koleoptil (ujung tumbuhan).
- Jika terkena
sinar matahari, auksin akan berubah menjadi senyawa yang menghambat
pertumbuhan. Hal inilah yang menyebabkan batang akan membelok ke arah
datangnya cahaya, karena bagian yang tidak terkena cahaya pertumbuhannya
lebih cepat daripada bagian yang terkena cahaya.
- Fungsi auksin,
yaitu:
1. Merangsang
perpanjangan sel.
2. Merangsang
pembentukan bunga dan buah.
3. Merangsang
pemanjangan titik tumbuh.
4. Mempengaruhi
pembengkokan batang.
5. Merangsang
pembentukan akar lateral.
6. Merangsang
terjadinya proses diferensiasi.
2. Gibberellin
- Gibberellin
merupakan hormon yang pertama kali ditemukan pada jamur Gibberella
fujikuroii yang parasit pada tumbuhan padi. Ditemukan oleh Kuroshawa
pada tahun 1926.
- Fungsi
gibberellin, yaitu:
1.
Merangsang pembelahan sel kambium.
2. Merangsang
pembungaan lebih awal sebelum waktunya.
3. Merangsang
pembentukan buah tanpa biji (partenokarpi).
4. Merangsang
tanaman tumbuh sangat cepat sehingga mempunyai ukuran raksasa.
3. Sitokinin
- Sitokinin
merupakan kumpulan senyawa yang fungsinya mirip satu sama lain.
- Fungsi sitokinin
yaitu:
1. Merangsang
proses pembelahan sel.
2. Menunda
pengguguran daun, bunga, dan buah.
3. Mempengaruhi
pertumbuhan tunas dan akar.
4. Meningkatkan
daya resistensi terhadap pengaruh yang merugikan, seperti suhu rendah, infeksi
virus, pembunuh gulma, dan radiasi.
5. Menghambat
(menahan) menguningnya daun dengan jalan membuat kandungan protein dan klorofil
yang seimbang dalam daun (senescens).
4. Gas Etilen
·
Gas etilen merupakan hormon tumbuh yang dalam keadaan normal
berbentuk gas.
·
Fungsi gas etilen, yaitu:
1. Membantu
memecahkan dormansi pada tanaman, misalnya pada ubi dan kentang.
2. Mendukung
pematangan buah.
3. Mendukung
terjadinya abscission (pelapukan) pada daun.
4. Mendukung
proses pembungaan.
5. Menghambat
pemanjangan akar pada beberapa spesies tanaman dan dapat menstimulasi pemanjangan batang.
6. Menstimulasi
perkecambahan.
7. Mendukung
terbentuknya bulu-bulu akar.
5. Asam Absisat (ABA)
·
Asam absisat merupakan hormon tumbuh yang hampir selalu
menghambat pertumbuhan, baik dalam bentuk menurunkan kecepatan maupun
menghentikan pembelahan dan pemanjangan sel bersama-sama.
·
Fungsi asam absisat, yaitu:
a.
Menghambat perkecambahan biji.
b.
Mempengaruhi pembungaan tanaman.
c.
Memperpanjang masa dormansi umbi-umbian.
d.
Mempengaruhi pucuk tumbuhan untuk melakukan dormansi.
6. Kalin
·
Kalin merupakan hormon yang mempengaruhi pembentukan organ.
·
Berdasarkan organ yang dipengaruhinya, kalin dibedakan atas:
1. Rhizokalin,
mempengaruhi pembentukan akar.
2. Kaulokalin,
mempengaruhi pembentukan batang.
3. Filokalin,
mempengaruhi pembentukan daun.
4. Antokalin,
mempengaruhi pembentukan bunga.
7. Asam Traumalin
·
Asam traumalin disebut sebagai hormon luka/kambium karena hormon
ini berperan apabila tumbuhan mengalami kerusakan jaringan.
·
Jika terluka, tumbuhan akan merangsang sel-sel di daerah luka
menjadi bersifat meristem lagi sehingga mampu mengadakan pembelahan sel untuk
menutup luka tersebut. Kemampuan itu disebut restitusi atau regenerasi.
·
Peristiwa ini dapat terjadi karena adanya asam traumalin (asam
traumalat).
Perlu
Anda ketahui selain hormon, vitamin dapat berpengaruh dalam pertumbuhan dan
perkembangan, misalnya vitamin B12, vitamin B1, Vitamin B6, vitamin C (asam
askorbat). Vitamin-vitamin tersebut berfungsi dalam proses pembentukan hormon
dan berfungsi sebagai koenzim.
1.
Faktor Lingkungan (Eksternal)
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.
spefisiensi
mengakibatkan pertumbuhan menjadi terhambat.
b.
Air
·
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.
·
Fungsi air antara lain:
1. Untuk
fotosintesis.
2. Mengaktifkan
reaksi-reaksi enzim atau sebagai medium reaksi enzimatis
3. Membantu
proses perkecambahan biji.
4. Menjaga
(mempertahankan kelembapan).
5. Untuk
transpirasi.
6. Meningkatkan
tekanan turgor sehingga merangsang pembelahan sel.
7. Menghilangkan
asam absisi.
8. Sebagai
pelarut, air juga memengaruhi kadar enzim dan substrat sehingga secara tidak
langsung memengaruhi laju metabolisme.
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.
·
Panjang penyinaran mempunyai pengaruh yang spesifik terhadap
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
·
Panjang periode cahaya harian disebut fotoperiode,
sedangkan reaksi tumbuhan terhadap fotoperiode yang berbeda
panjangnya disebut fotoperiodisme.
·
Berdasarkan persyaratan panjang hari untuk pembungaan, sebagian
besar tumbuhan dibagi menjadi tiga kelompok utama, yaitu:
a. Tumbuhan berhari pendek (short day plant)
Berbunga
jika panjang hari kurang dari periode kritis tertentu, misalnya kastuba (Euphorbia
pulcherima), ubi jalar (Ipomoea batatas), nanas (Ananas commosus),
dan padi (Oryza sativa). Panjang hari harus kurang dari 11 hingga 15 jam
agar pembungaan terjadi.
b. Tumbuhan hari panjang (long day plant)
Berbunga
jika panjang hari lebih dari periode kritis tertentu, misalnya tanaman jarak (Rhicinus
communis) dan kentang (Solanum tuberosum). Panjang hari harus lebih
dari 12 hingga 14 jam agar pembungaan terjadi.
c. Tumbuhan hari netral (day-neutral plant).
Berbunga
tidak tergantung pada panjang hari, dapat menghasilkan bunga kapan saja dalam
setahun, misalnya jagung (Zea mays).
d. Suhu
·
Suhu berpengaruh terhadap fisiologi tumbuhan, antara lain
memengaruhi kerja enzim.
·
Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghambat
proses pertumbuhan.
·
Fotosintesis pada tumbuhan biasanya terjadi di daun, batang,
atau bagian lain tanaman.
·
Suhu optimum (15°C hingga 30°C) merupakan suhu yang paling baik
untuk pertumbuhan.
·
Suhu minimum (± 10°C) merupakan suhu terendah di mana tumbuhan
masih dapat tumbuh.
·
Suhu maksimum (30°C hingga 38°C) merupakan suhu tertinggi dimana
tumbuhan masih dapat tumbuh.
e. Kelembapan
·
Kelembapan ada kaitannya dengan laju transpirasi melalui daun
karena transpirasi akan terkait dengan laju pengangkutan air dan unsur hara
terlarut.
·
Bila kondisi lembap dapat dipertahankan maka banyak air yang
diserap tumbuhan dan lebih sedikit yang diuapkan.
·
Kondisi ini mendukung aktivitas pemanjangan sel sehingga sel-sel
lebih cepat mencapai ukuran maksimum dan tumbuh 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.
f. Oksigen
·
Untuk pemecahan senyawa bermolekul besar (saat respirasi) agar
menghasilkan energi yang diperlukan pada proses pertumbuhan dan
perkembangannya.
HUBUNGAN AUKSIN DENGAN BEBERAPA PROSES FISIOLOGI
Secara fisiologis fitohormon berpengaruh terhadap berbagai
proses, di antaranya adalah :
1.
Proses pengembangan sel
Heteroauksin yang dihasilkan di bagian ujung memengaruhi
sintesis enzim tertentu yang kelak akan diteruskan menuju dinding sel dan
menyebabkan dinding sel menjadi elastis. Dengan adanya sifat elastis tersebut,
dinding sel mudah merenggang dan dapat tumbuh memanjang.
2.
Fototropisme
Yaitu peristiwa pergerakan tumbuhan kearah datang nya cahaya.
Cholodny dan Went menjelaskan bahwa cahaya menyebabkan terjadinya pemindahan
auksin secara lateral dari bagian yang terkena cahaya menuju bagian yang tidak
terkena cahaya. Dengan demikian, jumlah auksin di bagian yang gelap akan lebih
banyak daripada di bagian yang terang.
3.
Geotropisme
Adalah pengaruh gravitasi bumi terhadap pertumbuhan yang terdiri
atas : geotropisme positif (gerak akar yang mengarah ke pusat bumi) dan
geotropism negative (menjauhi pusat bumi).
4.
Auksin dan pembentukan akar
Pemakaian berbagai macam fitohormon pada stek daun, batang dan
akar dapat merangsang pertumbuhan akar, seperti auksin Indole Butirat, dan asam
Naftalena Asetat.
5.
Partenokarpi
Adalah pembentukan buah tanpa terjadi pembuahan sehingga
menghasilkan buah tanpa biji, Bunga akan secara alami memproduksi hormon tumbuhan, yang diperlukan untuk mengawali
proses pembentukan buah. Seperti yang terjadi pada pisang, anggur tak berbiji,
semangka tanpa biji, jeruk tanpa biji.
6.
Apikal dominan
Merupakan suatu gejala bahwa selama pucuk batang (tunas
terminal) masih ada, pertumbuhan tunas samping (tunas lateral) akan terhambat.
Kalau tunas terminal dihilangkan, tunas ketiak daun akan segera tumbuh.
Pengaruh tunas pucuk (terminal) yang menekan tunas lateral disebut apikal
dominan.
7.
Peluruhan
Peluruhan merupakan suatu proses alami yang terjadi pada bagian
tumbuhan, seperti pada daun, buah, dan bunga. Peluruhan akan berlangsung karena
terbentuknya suatu lapisan melintang yang sel-sel parenkimnya terpisah karena
proses penuaan. Lapisan tersebut dinamakan lapisan peluruh pada tangkai daun,
bunga dan buah. Jika helaian daun dipotong, tangkai daun akan meluruh karena
hilangnya persediaan auksin pada daun. Akan tetapi, jika diberi auksin,
peluruhan dapat dihambat.
