FIRDAUS FAHDI
PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pertumbuhan
dan perkembangan merupakan suatu kordinasi yang baik dari banyak
peristiwa pada tahap yang berbeda., yaitu dari tahap biofisika dan
biokimia ketahap organisme yang utuh dan lengkap.prosesnya sangat
kompleksdan banyak cara yang berbeda untuk dapat memahaminya.
Pemahaman
kita terhadap perkembangan tumbuha dengan cepat, tetapi banyak aspek
masih merupakan subjek yang diperdebatkan atau belum diketahui.
Kita
dapat pisahkan konsep pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan
menunjukkan suatu pertambahan dalam ukuran dengan menghilangkan
konsep-konsep yang menyangkut perubahan kualitas seperti halnya
pengertian mencapai ukuran penuh (full size) atau kedewasaan
(maturity), yang tidak relevan terhadap pengertian proses pertambahan.
Meskipun demikian konsep sederhana mengenai pertambahan-pertambahan
ukuran, mengalami kesukaran juga karena banyak cara untuk mengukurnya.
Pertumbuhan dapat diukur sebagai pertambahan panjang, lebar atau luas,
tetapi dapat juga diukur sebagai pertambahan volume, massa, atau berat
(segar atau kering). Setiap parameter ini dapat menggambarkan sesuatu
yang berbeda dan jarang adanya hubungan sederhana antara mereka dalam
organisme yang sedang tumbuh. Hal ini disebabkan pertumbuhan sering
terjadi dalam arah dan kadar cepat yang berbeda yang satu sama lain
tidak ada keterkaitan, sehingga dibandingkan linier antara luas dan
volume tidak terjadi pada waktu yang bersamaan.
Masalah-masalah
tersebut diatas sering merupakan kesukaran dalam mendefinisikan
pertumbuhan dan ukura, yang selanjutnya ditekankan pada kenyataan bahwa
pada suatu pertumbuhan tertentu, suatu parameter boleh bertambah
sementara yang lain berkurang. Sebagai contoh, selama perkecambahan biji
pada awalnya terjadi penyerapan air yang dapat diikuti dengan
pertumbuhan yang nyata. Selanjutnya terjadi pertambahan volume dan berat
basah, tetapi tidak demikian dengan berat keringnya.
Salah satu
ciri organisme adalah tumbuh dan berkembang. Tumbuhan tumbuh dari
kecil menjadi besar dan berkembang dari satu sel zigot menjadi embrio
kemudian menjadi satu individu yang mempunyai akar, batang, dan daun.
Dengan demikian hewan tumbuh dari satu sel zigot menjadi embrio,
kemudian berkembang menjadi satu individu tangan, kaki, kepala dll.
Pertumbuhan diartikan sebagai suatu proses pertambahan ukuran atau
volume serta jumlah sel secara irreversible, yaitu tidak dapat kembali
ke bentuk semula. Perkembangan adalah suatu proses menuju keadaan yang
lebih dewasa.
Pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil
interaksi antara faktor-faktor dalam dan luar. Faktor dalam adalah
faktor yang terdapat dalam tubuh organisme, antara lain sifat genetik
yang ada sidalam gen dan hormon yang merangsang pertumbuhan. Sedangkan
faktor luar adalah faktor lingkungan. Potensi genetik hanya akan
berkembang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok. Dengan
demikian, karakteristik yang ditampilkan oleh hewan dan tumbuhan
ditentukan oleh faktor genetik maupun faktor lingkungan secara
bersama-sama.
Gen penentu pertumbuhan dan perkembangan terdapat
didalam sel. Sel merupakan kesatuan hereditas karena didalamnya terdapat
gen yang bertanggung jawab dal;am pewarisan sifat keturnan atau
hereditas. Gen juga berperan sebagai pembawa kode untuk pembentukan
protein enzim dan hormon. Pembentukan enzim dan hormon ini mempengaruhi
berbagai reaksi metabolisme untuk mengatur dan mengendalikan
pertumbuhan.
Setiap sel hidup yang berada didalam organisme akan
memperoleh kelengkapan genetik yang diturunkan dari induknya dan
merupakan sumber informasi untuk melaksanakan kegiatan, pertumbuhan, dan
perkembangan. Informasi genetik yang tepat perlu diterima oleh setiap
sel pada saat pembelahan sel terjadi, sehingga setiap organ pada
tumbuhan dapat berkembang pada jalurnya yang tepat. Dengan demikian pola
pertumbuhan dan perkembangan ditentukan oleh gen.
Hormon
berpengaruh dalam proses pembelahan sel dan pemanjangan sel, namun ada
pula hormon yang menghambat pertumbuhan. Hormon pertumbuhan pada
tumbuhan misalnya auksin, giberelin, sitokinin, dan gas etilen. Asam
absisat merupakan senyawa penghambat pertumbuhan. Asam traumalin
merupakan hormon luka untuk menumbuhkan sel-sel apabila terluka.
Pertumbuhan
dan perkembangan pada tumbuhan biji diawali dari perkecambahan. Pada
embrio atau lembaga terdapat plumula yang tumbuhh menjadi batang dan
radikula yang tumbuhn menjadi akar. Terdapat perkecambahan epigeal dan
hipogeal. Pada akhir perkecambahan, tumbuhan membentuk akar, batang dan
daun. Pada ujung-ujung akar dan batang terdapat sel-sel yang senantiasa
membelah diri yang dikenal sebagai jaringan meristem ujung. Proses
perkecambahan dipengaruhi oleh oksigen, suhu, dan cahaya.
B. Rumusan Masalah
1. Apa itu pertumbuhan dan perkembangan?
2. Faktor apa saja yang mempengaruhi proses pertumbuhan dan perkembangan?
3. Bagaimana pengontrolan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan?
BAB II
PEMBAHASAN
Pertumbuhan
suatu jaringan pasti diawali dengan pertumbuhan sel yang merupakan
suatu siklus. Hal ini adalah hal yang patut untuk diketahui karena
tanaman sudah sering digunakan pada berbagai aplikasi teknologi, seperti
kultur jaringan. Di dalam artikel ini akan dibahas mengenai pembelahan
sel, perkembangan jaringan, jenis-jenis jaringan tumbuhan, dan kematian
sel. Pada siklus sel terdapat dua fase besar, yaitu Interfase merupakan
fase istirahat atau sel tidak melakukan pembelahan tetapi masih terdapat
aktifitas di dalam sel dan mitosis merupakan sel melakukan pembelahan.
Interfase terdiri dari beberapa fase, yaitu:
• Fase G1, sel berkembang menjasi sel yang matang
• Fase S, terjadi sintesis atau replikasi DNA
• Fase G2, penentuan kapan sel mulai membelah karena perangkat sudah siap
Pada
akhir Interfase, nukleus yang telah dibungkus oleh selubung nukleus
sudah jelas terbentuk. Setelah itu pembelahan sel akan memasuki fase
Mitosis.
Adapun beberapa fase yang terdapat pada Mitosis:
1. Profase
Terjadi pergerakan sentriol ke kutub yang berlawanan dengan dihubungkan oleh benang gelendong.
2. Prometafase
Selubung nukleus mulai menghilang dan kromosom sudah mulai terlihat.
3. Metafase
Kromosom menempatkan diri pada bidang ekuator.
4. Anafase
Sentromer dan kromatid sudah membelah, masing-masing menuju kutub yang berlawanan.
5. Telofase
Membran inti terbentuk di sekitar masing-masing kromosom.
6. Sitokinesis
Dinding sel yang baru akan terbentuk diantara dua sel yang baru.
2.1 Perkembangan Jaringan
Jaringan
tumbuhan awalnya diawalin dari biji yang terdiri dari embrio dorman,
cadangan makanan, dan pelindungnya. Pada saat akan tumbuh, kadar air
pada biji akan berkurang secara nutrien. Embrio merupakan hasil
fertilisasi yang terjadi di dalam ovule dan akan berkembang membentuk
tunas meristem nutrien dan akar meristem nutrien. Embrio ini akan terus
berkembang dengan menggunakan nutrien yang terdapat di dalam endosperma
melalui suspensor.
2.2 Jenis-Jenis Jaringan pada Tumbuhan
Jaringan pembentuk tumbuhan terdiri dari 3 jenis, yaitu:
1. Jaringan dermal
Salah
satu jaringan dermal adalah Epidermis yang merupakan lapisan pelindung
luar utama yang menyelimuti tubuh tumbuhan (seluruh daun, batang, dan
akar). Sel-sel epidermis mempunyai dinding sel primer yang tebal, dan
bagian luarnya dilapisi oleh lapisan lilin. Sel ini juga akan mengalami
modifikasi dan membentuk stomata serta berbagai macam rambut.
Stomata
adalah bukaan pada epidermis yang sebagian besar terdapat pada bawah
daun dan meregulasi pertukaran gas. Stomata dibentuk oleh dua sel
epidermis yang terspesialisasi yang disebut sel penjaga yang meregulasi
besarnya diameter stomata. Stomata juga terdistribusi secara spesisfik
berdasarkan spesies.
Rambut atau trikoma merupakan turunan dari
sel epidermis dan mempunyai banyak bentuk dan umumnya ditemui pada semua
bagian tumbuhan serta berfungsi untuk adsorpsi dan sekresi.
2. Jaringan pembuluh
Jaringan
pembuluh merupakan kompleks xylem-floem. Umumnya akar hanya mempunyai
xylem, sedangkan batang mempunyai keduanya (xylem dan floem).
Xylem
disusun oleh sel dewasa yang telah mati dan kehilangan plasma
membrannya serta dinding selnya mengalami penebalan sekunder dan
dilapisi lilin. Ujung dari dinding sel ini telah terperforasi sempurna
membentuk saluran yang sangat panjang. Saluran ini mempunyai hubungan
yang erat dengan parenkim xylem yang secara aktif mentransport cairan
keluar-masuk xylem. Fungsi dari xylem adalah membawa air dan ion
terlarut pada tumbuhan.
Floem disusun oleh sel hidup dewasa yang
terinterkoneksi oleh perforasi pada ujung dinding selnya yang terbentuk
dari plasmodesmata yang membesar dan termodifikasi. Sel ini tersusun
membentuk tabung yang disebut pembuluh ayak. Sel-sel ini tetap mempunyai
membran plasma, tetapi sudah kehilangan nukleus dan banyak sitoplasma,
sehingga mereka bergantung pada sel pendamping untuk metabolismenya. Sel
pendamping mempunyai fungsi tambahan sebagai pengangkut molekul makanan
terlarut keluar dan ke dalam pembuluh melalui dinding pembuluh yang
berpori.
3. Jaringan Dasar
Terdiri dari 3 sel utama, yaitu parenkim, kolenkim, dan sklerenkim.
Sel
parenkim ditemukan pada seluruh sistem jaringan tumbuhan. Sel ini
adalah sel hidup yang dapat membelah lebih lanjut dengan dinding sel
primer yang tipis. Fungsi dari sel ini adalah sel meristem apikal dan
lateral pada tunas dan akar akan menyediakan sel baru untuk pertumbuhan;
produksi dan penyimpanan makanan terjadi pada sel fotosintetik pada
batang dan daun (sel mesofil), sel parenkim penyimpan merupakan komponen
utama pembentuk buah dan sayuran; karena kemampuan membelahnya, sel
parenkim juga berperan sebagai stem sel untuk memulihkan luka dan
regenerasi.
Sel kolenkim merupakan sel hidup yang mirip dengan
sel parenkim, tetapi mempunyai dinding sel yang jauh lebih tebal dan
biasanya ditemukan pada seluruh sistem jaringan tumbuhan. Sel kolenkim
mempunyai kemampuan untuk memanjang dan memberikan dukungan mekanis
sebagai jaringan dasar pada daerah tumbuhan yang sedang memanjang. Sel
kolenkim umum ditemukan pada daerah subepidermal batang.
Seperti
kolenkim, sel sklerenkim mempunyai fungsi sebagai penguat dan pendukung
tumbuhan. Sel skelerenkim merupakan sel mati dengan dinding sel sekunder
tebal dari lignin yang mencegahnya untuk memanjang seiring pertumbuhan
tumbuhan. Dua macam sklerenkim yang umum ditemukan adalah fiber, yang
sering membentuk bundel panjang, dan sklereid yang merupakan sel pendek
bercabang yang umum ditemukan pada kulit biji dan buah.
Sel lain
yang juga terdapat pada jaringan tumbuhan adalah sel meristem dan sel
kalus. Sel meristem adalah sel yang membentuk seluruh jaringan tanaman
secara berurutan. Sel meristem apikal merupakan meristem utama yang
membentuk bagian-bagian tumbuhan. Sedangkan sel kalus adalah sel yang
tumbuh menutupi luka tanaman. Sel ini diproduksi dalam jumlah banyak
yang belum terdiferensiasi. Saat lapisan dari jaringan tumbuhan di
kultur dalam medium steril yang mengandung nutrisi dan regulator
pertumbuhan yang tepat, banyak sel yang akan terstimulasi menjadi
proliferasi dengan cara yang tidak tentu dan tidak teratur. Dalam
beberapa tanaman (tembakau, petunia, wortel, kentang dan Arabidopsis)
sel tunggal dari kultur suspensi dapat tumbuh dalam rumpun kecil yang
mana tumbuhan tersebut dapat teregenerasi.
2.3 Penuaan dan Kematian Sel dan Jaringan
Semua
sel akan mengalami penuaan dan kematian. Hal ini sudah diatur oleh
Programmed Cell Death menjadi dua tipe, yaitu apoptosis dan autofagi.
Dalam apoptosis, mitokondria juga berperan. Jalur nekrosis yang
melibatkan mitokondria diawali oleh signal yang ditangkap akan
mengakibatkan mitokondria melepaskan sitokrom c, Apoptosis Inducing
Factor (AIF), dan endonuklease G. Sitokrom c akan berikatan dengan
Apoptotic Protease Activating Factor 1 (APAF1) sehingga akan mengubah
procaspase 9 menjadi caspase. Caspase inilah yang akan melakukan
aopotosis.
2.4 Perkembangan dan Pertumbuhan Tumbuhan
Apabila
kita membelah sebuah biji kacang tanah atau kacang-kacangan lainnya,
kita akan menemukan calon individu baru yang dilengkapi cadangan
makanan. Bagian-bagian tersebut adalah plumula, epikotil, hipokotil,
radikula dan kotiledon.
Didalam belahan biji terdapat calon
individu baru atau embrio yang dilengkapi dengan cadangan makanan. Pada
tumbuhan dikotil, misalnya kacang, yang merupakan embrio adalah kuncup
embrionik yang memanjang dan melekat pada kotiledon. Bagian bawah aksis
(pangkal) yang melekat pada kotiledon disebut hipokotil, bagian terminal
(ujung) disebut radikula. Bagian atas pangkal adalah epikotil dan
ujungnya adalah plumula, yaitu pucuk dengan sepasang daun. Pada biji
dikotil yang berkecambah, embrio menyerap nutrient dari endosperm
(cadangan makanan) sehingga kotiledon akan mengecil.
Pada biji
monokotil, misalnya jagung, terdapat satu kotiledon yang disebut sebagai
skutelum. Skutelum menyerap nutrient dari endosperma selama proses
perkecambahan. Pada perkecambahan, akar akan diselubungi oleh koleoriza
dan ujung embrio akan diselubungi oleh koleoptil.
2.4.1 Perkecambahan
Perkecambahan
merupakan proses pertumbuhan dam perkembangan embrio. Hasil
perkecambahan adalah munculnya tumbuhan kecil dari dalam biji. Proses
perubahan embrio saat perkecambahan adalah plumula tumbuh dan berkembang
menjadi batang, dan radikula tumbuh dan berkembang menjadi akar.
Berdasarkan letak kotiledon pada saat berkecambah, dikenal dua macam tipe perkecambahan, yaitu hypogeal dan epigeal.
a. Perkecambahan Hipogeal
Pada perkecambahan hipogel, terjadi pertumbuhan memanjang dari
epikotil yang menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dam muncul
diatas tanah. Kotiledon tetap berada dalam tanah. Contoh perkecambahan
hypogeal adalah kacang kapri.
b. Perkecambahan Epigeal
Pada perkecambahan epigel, hipokotil tumbuh memanjang, akibatnya
kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. Pada perkecambahan
epigeal terjadi pada kacang hijau dan kacang tanah.
2.4.2 Fisiologi Perkecambahan
Embrio yang talah tumbuh belum memiliki klorofil, sehingga embrio
belum dapat membuat makanannya sendiri. Pada tumbuhan, secara umum
makanan untuk pertumbuhan emrio berasal dari endosperma.
Perkecambahan dimulai dengan proses penyerapan air ke dalam sel-sel.
Proses ini merupakan proses fisika. Masuknya air pada biji menyebabkan
enzim aktif bekerja. Bekerjanya enzim merupakan proses kimia. Enzim
amylase bekerja memecah tepung menjadi maltosa, selanjutnya maltosa
dihidrolisis oleh maltase menjadi glukosa. Protein juga dipecah menjadi
asam-asam amino. Senyawa glukosa masuk ke proses metabolisme dan di
dipecah menjadi energi atau diubah menjadi senyawa karbohidrat yang
enyusun struktur tubuh. Asam-asam amino dirangkaikan menjadi protein
yang berfungsi untuk menyusun struktur sel dan menyusun enzi-enzim baru.
Asam-asam lemak terutama dipakai untuk menyusun membrane sel
Proses perkecambahan dipengaruhi foleh okssigen, suhu, dan cahaya.
Oksigen dipakai dalam proses oksidasi sel untuk menghasilkan energi.
Perkecambahan memerlukan suhu yang tepat untuk aktivasi enzim.
Perkecambahan tidak dapat berlangsung pada suhu yang tinggi, karena suhu
yang tinggi dapat merusak enzim. Pertumbuhan umumnya berlangsung baik
dalam keadaan gelap. Perkecambahan memerlukan hormone auksin dan hormone
itu mudah mengalami kerusakan pada intensitas cahaya yang tinggi.
Karena itu ditempat gelap kecambah tumbuh lebih panjang daripaa ditempat
terang.
2.4.3 Pertumbuhan Primer
Pada
akhir proses perkecambahan, tumbuhan membentuk akar, batang dan daun.
Pada ujung batang dan ujung akar terdapat sel-sel meristem yang dapat
berdiferensiasi menjadi sel-sel yang memiliki struktur dan fungsi yang
khusus. Aktivitas sel-sel meristem menyebabkan akar dan batang tumbuh
memanjang. Proses pertumbuhan ini disebut pertumbuhan primer.
Pertumbuhan primer batang dapat diukur secara kuantitatif, misalnya
dengan alat yang dinamakan auksanometer.(Gambar 2.1)
Gambar 2.1. Daerah pertumbuhan ujung akar.
Daerah pertumbuhan pada ujung batang dan ujung akar di belakang
meristem apical menurut aktivitasnya dapat dibedakan menjadi 3 daerah
berikut:
a. Daerah pembelahan sel, terdapat di bagian ujung. Sel-sel didaerah ini aktif membelah, dan sifatnya tetap meristematik.
b.
Daerah perpanjangan sel, terletak dibelakang daerah pembelahan,
merupakan daeran dengan ciri tiap sel memiliki aktivitas untuk membesar
dan memanjang.
c. Daerah diferensiasi, merupakan daerah yang
sel-selnya berdiferensiasi menjadi sel-sel yang memiliki struktur dan
fungsi khusus. Meristem ujung batang membentuk primordia daun.Pada sudut
antara daun dan batang terdapat sel-sel yang dipertahankan sebagai
sel-sel meristematik. Bagian ini nantinya akan berkembang menjadi
cabang. Dibelakang daerah diferensiasi terdapat jaringan permanent.
Pertumbuhan
primer terjadi sebagai hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem
primer. Berlangsung pada embrio, bagian ujung-ujung dari tumbuhan
seperti akar dan batang. Embrio memiliki 3 bagian penting, yaitu :
a. Tunas embrionik yaitu calon batang dan daun
b. Akar embrionik yaitu calon akar
c. Kotiledon yaitu cadangan makanan
Gambar 2.2. Embrio Tumbuhan
2.4.4 Pertumbuhan Sekunder
Jaringan permanen sebagai hasil diferensiasi pada ujung batang dan
ujung akar dikotil terdiri dari jaringan epidermis , parenkima,
kolenkima, sklerenkima, protofloem, dan protoxilem. Sedangkan jaringan
cambium masih tetap bersifat meristematik.
Jaringan cambium
memiliki kemampuan membelah secara mitosis. Jika sel cambium membelah
kearah luar, akan membentuk sel floem dan yang dalam tetap sebagai
kambium. Sebaliknya jika membelah kearah dalam, sel akan membentu xylem
dan yang luar tetap sebagai cambium.Jadi selama proses pembelahan ini,
jaringan cambium tetap dipertahankan.
Xilem dan floem yang
terbentuk dari aktivitas kambium ini disebut xylem sekunder dan floem
sekunder.pertambahan jumlah sel floem dan xylem sekunder menyebabkan
diameter batang bertambah besar. Aktivitas cambium yang membentuk xylem
dan floem sekunder ini merupakan pertumbuhan sekunder. Aktivitas
pembentukan xylem dan floem sekunder pada batang dipengaruhi oleh musim.
Pada musim kemarau, lapisan yang terbentuk lebih tipis daripada pada
saat musim penghujan. Perbedaan pertumbuhan ini membuat formasi yang
disebut lingkaran tahun.
Gambar 2.3. Lingkaran tahun pada batang dikotil
Gambar 2.4. Irisan melintang batang kayu
2.5 Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Banyak faktor alasan atau penyebab yang mempengaruhi perkembangan dan
pertumbuhan tumbuh-tumbuhan, tanaman, pohon, dll. Apabila faktor
tersebut kebutuhannya tidak terpenuhi maka tanaman tersebut bisa
mengalami dormansi / dorman yaitu berhenti melakukan aktifitas hidup.
Faktor pengaruh tersebut dapat dibagi menjadi dua yaitu faktor
lingkungan dan faktor hormon.
2.5.1. Faktor Lingkungan
1. Faktor Suhu / Temperatur Lingkungan
Tinggi
rendah suhu menjadi salah satu faktor yang menentukan tumbuh kembang,
reproduksi, juga kelangsungan hidup dari tanaman, fotosintesis,
respirasi dan transpirasi.
Suhu juga berpengaruh terhadap kerja
enzim. Suhu yang baik bagi tumbuhan adalah antara 22 derajat celcius
sampai dengan 37 derajat selsius. Temperatur yang lebih atau kurang dari
batas normal tersebut dapat mengakibatkan pertumbuhan yang lambat atau
berhenti.
2. Faktor Kelembaban / Kelembapan Udara
Kadar
air dalam udara dapat mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan
tumbuhan. Tempat yang lembab menguntungkan bagi tumbuhan di mana
tumbuhan dapat mendapatkan air lebih mudah serta berkurangnya penguapan
yang akan berdampak pada pembentukan sel yang lebih cepat. Jika
kelembapan udara rendah, penguapan akan meningkat sehingga penyerapan
nutrien pun semakin banyak. Keadaan ini akan memacu pertumbuhan tanaman.
Kandungan zat organik juga dipengaruhi oleh kelembapan tanah.
Semakin tinggi kandungan bahan organik dalam tanah , semakin banyak pula
jumlah air yang dapat diikat. Keadaan ini dapat mengurangi kepadatan
struktur tanah sehingga porositas dan sirkulasi menjadi baik, tanaman
juga menjadi lebih subur.
3. Faktor Cahaya Matahari
Sinar
matahari sangat dibutuhkan oleh tanaman untuk dapat melakukan
fotosintesis (khususnya tumbuhan hijau). Jika suatu tanaman kekurangan
cahaya matahari, maka tanaman itu bisa tampak pucat dan warna tanaman
itu kekuning-kuningan (etiolasi). Pada kecambah, justru sinar mentari
dapat menghambat proses pertumbuhan. Dalam keadaan tidak ada cahaya,
auksin merangsang pemanjangan sel-sel sehingga tumbuhan tumbuh lebih
panjang. Sebaliknya, dalam keadaan banyak cahaya, auksin mengalami
kerusakan sehingga tumbuhan tumbuh lebih pendek.
Cahaya dibutuhkan
dalam fotosintesis. Dengan demikian cahaya berpengaruh langsung pada
tersedianya makanan. Klorofil dibuat dari hasil-hasil fotosintesis.
Tumbuhan yang tidak terkena cahaya tidak dapat membentuk klorofil
sehingga daun menjadi pucat. Akan terapi, jika intensitas cahaya terlalu
tinggi, klorofil akan rusak.
Fotoperiodisme
Intensitas cahaya dan lama penyinaran berpengaruh terhadap tumbuhan,
terutama terhadap kegiatan vegetatif dan kegiatan reproduksi tumbuhan.
Didaerah tropis, lama hari siang dan malam kira-kira sama yaitu 12 jam.
Didaerah yang memiliki empat musim, lama siang hari dapat mencapai 16-20
jam. Respons tumbuhan terhadap lama penyinaran yang bervariasi disebut
fotoperiodisme. Respons tumbuhan terhadap fotoperiodik dapat berupa
pembungaan, dormansi, perkecambahan, dan perkembangan. Respon ini
dikendalikan oleh pigmen yang mengabsorpsi cahaya, yaitu fitokrom.
Berdasarkan pengaruh lamanya siang, tumbuhan dibedakan menjadi berikut ini.
1.
tumbuhan hari pendek, tumbuhan ini berbunga pada akhir musim panas
atau musim gugur, pada saat matahari bersinar kurang dari 12 jam.
Tumbuhan hari pendek misalnya aster, dahlia, stroberi, krisan, ubi
jalar.
2. tumbuhan hari panjang, tumbuhan ini berbunga pada
musim semi dan awal musim panas, yaitu pada saat matahari bersinar
selama lebih dari 12 jam, biasanya antara 14-16 jam sehari. Contohnya
gandum, kentang, selada, bayam, bit, lobak dan kol.
3. tumbuhan
hari sedang, tumbuhan yang berbunga jika mendapat penyinaran sekitar 12
jam sehari. Contohnya adalah kacang dan tebu.
4. tumbuhan hari
netral, tumbuhan yang pembungaannya tidak tergantung pada panjang
penyinaran, misalnya mawar, bunga matahari, anyelir, tomat dan kapas.
Tumbuhan
hari panjang menjadi tidak berbunga jika waktu terang diperpendek.
Sebaliknya, tumbuhan hari pendek tidak berbunga jika waktu terang
diperpanjang. Tumbuhan hari sedang tidak berbunga bila mendapat
penyinaran kurang dari atau lebih lama dari 12 jam. Beberapa tumbuhan
hari panjang dapat berbunga jika diberi giberelin atau sitokinin.
4. Nutrien dan Air
Tumbuhan
memerlukan nutrien untuk pertumbuhan dan perkembangan. Nutrien atau zat
makanan terdiri dari unsur-unsur atau senyawa-senyawa kimia. Nutrien
yang diperlukan merupakan sumber energi dan sumber materi untuk sintesis
berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.
Nutrien
tumbuhan umumnya diambil dari dalam tanah dalam bentuk ion, dan
beberapa diambil dari udara. Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah
banyak disebut unsur makro atau makronutrien. Unsur-unsur yang
dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit disebut unsur mikro atau
mikronutrien. Macam-macam unsur yang dibutuhkan oleh tumbuhan dapat
diketahui melalui dua cara, yaitu dengan analisis abu dan analisis
dengan pemeliharaan tumbuhan di air atau di pasir. Berbagai nutrien yang
dibutuhkan oleh tumbuhan dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.1 Berbagai nutrien yang dibutuhkan oleh tumbuhan
Nutrien Bentuk yang tersedia Fungsi Uutama Gejala Kekurangan
Makronutrien
Karbon
(C) CO2 (udara) Penyusun bahan organik (karbohidrat, lemak,
protein, enzim dan turunannya ) Pertumbuhan dan metabolisme
terhambat, akhirnya mati
Hidrogen (H) H2O (air) Penyusun
bahan organik (karbohidrat, lemak, protein, enzim dan turunannya)
Pertumbuhan dan metabolisme terhambat, akhirnya mati
Oksigen
(O) O2 (udara), H2O (air) Penyusun bahan organik (karbohidrat,
lemak, protein, enzim dan turunannya) Pertumbuhan dan metabolisme
terhambat, akhirnya mati
Fosfor (P) H2PO4,HPO4- Penyusun
asam nukleat, fosfolipid membran sel, ATP, NADP, koenzim Pertumbuhan
terhambat, daun berwarna hijau tua, daun bebercak kemerahan, ada bagian
yang mati
Kalium (K) K+ Kofaktor atau aktivator enzim dalam
sintesis protein dan metabolisme karbohidrat, untuk menjaga keseimbangan
ion Perubahan karbohidrat terhambat, daun bercak-bercak kuning
Nitrogen
(N) NO3-, NH4+, dari tanah Penyusun asam amino, protein, asam
nukleat, klorofil, hormon, dan enzim Pertumbuhan terhambat, daun
pucat dan kuning
Sulfur (S) SO42- Penyusun asam amino
sistein dan metionin, koenzim-A dan beberapa vitamin: tiamin dan
biotin Daun mengalami klorosis (menguning)
Kalsium (Ca)
Ca2+ Menjaga permeabilitas membran, membentuk garam asam pektat
dalam lamela tengah kofaktor enzim dalam metabolisme karbohidrat
Pertumbuhan terhambat, gangguan aktivitas meristem ujung akhirnya mati,
klorosis
Besi (Fe) Fe3+, Fe2+ Berperan dalam pembentukan
klorofil; merupakan komponen penting enzim sitokrom, peroksidase, dan
katalase Pertumbuhan terhambat, gangguan aktivitas meristem ujung
akhirnya mati, klorosis
Magnesium (Mg) Mg2+ Penyususn
klorofil dan kofaktor enzim dalam metabolisme karbohidrat Klorosis
dari batang bawah dan dari ujung daun, pucat dan mati
Mikronutrien
Boron (B) H3BO3 Berperan dalam translokasi gula Ujungg batang mengering dan rusak
Mangan
(Mn), Molibdenum (Mo) Mn2+, MoO4 Komponen enzim yang mereduksi
nitrat menjadi nitrit, penting untuk fiksasi N pada bakteri
Pertumbuhan terhambat
Seng (Zn) Zn2+ Dibutuhkan dalam
sintesis triptofan (prekursor auksin), aktivator beberapa enzim
dehidrognase, dan berperan dalam sintesis protein Ukuran daun dan
panjang ruas-ruas jadi berkurang
Tembaga (Cu) Cu+; Cu2+
Berperan dalam transfer elektron didalam kloroplas; komponen enzim yang
berperan dalam reaksi redoks Daun muda berwarna hijau tua, daun
berguguran
Klor (Cl) Cl- Aktivator fotosintesis dan kesetimbangan ionik Daun layu kemudian klorosis, akar pendek dan menebal
2.5.2. Faktor Hormon
Hormon
pada tumbuhan juga memegang peranan penting dalam proses perkembangan
dan pertumbuhan. Hormon tumbuhan sering disebut fitohormon. Hormon
tumbuhan merupakan senyawa organik yang dibuat pada suatu bagian
tumbuhan daan kemudian diangkut kebagian lain, yang dengan konsentrasi
rendah menyebabkan suatu dampak fisiologis. Peran hormon merangsang
pertumbuhan, pembelahan sel, dan ada yang menghambat pertumbuhan.
Berikut akan dijelaskan hormon-hormon apa saja yang berperan dalam Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
a. Auksin
Berkat
penelitian F.W Went (1926-1928), sekarang kita tahu adanya zat yang
dihasilkan oleh ujung tumbuhan yang berpengaruh besar terhadap
pertumbuhan. Zat itu disebut auksin. Pada awalnya zat ini ditemukan Went
pada ujung koleoptil kecambah sejenis gandum (Avena sativa). Ternyata,
auksin juga dapat ditemukan diujung batang dan akar serta ditempat
pembentukan bunga, buah dan daun. Fungsi auksin adalah sebagai pengatur
pembesaran sel dan memacu pemanjangan sel di daerah belakang meristem
ujung. Pengaruh auksin yang lain adalah merangsang pembelahan sel-sel
kambium, meningkatkan perkembangan bunga dan buah, merangsang
perkembangan akr lateral, dan menyebabkan pembengkokan batang.
Penyebaran
auksin pada batang tidka merata sehingga menyebabkan pemanjangan sel
tidak merata. Sel-sel yang mengandung lebih banyak auksin berukuran
lebih panjang daripada yang mengandung sedikitb auksin. Akibatnya batang
membengkok. Pembengkokan batang yang diakibatkan oleh arah datangnya
cahaya ternyata juga berhubungan dengan penyebaran auksin. Batang yang
terkena cahaya memiliki auksin yang lebih sedikit, karena auksin
mengalami kerusakan bila terkena cahaya. Bagian batang yang tidak
terkena cahaya mempunyai lebih banyak auksin sehingga tumbuh lebih
panjang daripada bagian yang terkena cahaya. Akibatnya, batang
membengkok menuju arah datangnya cahaya.
Gambar 2.5. Distribusi auksin pada kecambah
Gambar 2.6. Pertumbuhan ujung akar dan ujung batang
Hormon
auksin pertama kali diisolasi adalah IAA (indole acetic acid) atau asam
indol asetat. Sebagian besar IAA disintesis diujung batang, ujung akar,
ujung tunas, daun muda, bunga dan buah serta sel-sel kambium.
Auksin berperan di dalam :
1. Pembentukan akar adventif pada tanaman yang dibiakkan dengan stek.
2.
Pembentukan buah partenokarpi, yaitu pembentukan buah tanpa terjadi
pembuahan, dapat dihasilkan secara buatan dengan cara memberi auksin paa
putiknya. Buah yang dihasilkan adalah buah tanpa biji.
3.
Menghambat pertumbuhan tunas samping (lateral). Jika suatu tunas ujung
tanaman, misalnya jeruk kita pangkas, maka tunas-tunas yang ada diketiak
daun akan berkembang. Pada awalnya, pertumbuhan tunas-tunas ketiak atau
tunas lateral itu terhalang oleh tunas yang ada di ujung. Keadaan ini
dikenal dengan dominansi apikal atau dominansi pucuk.
4.
Mempercepat terjadinya diferensiasi didaerah meristem dan daerah
pengguguran (absisi) sehingga mencegah rontoknya daun bunga, dan buah.
b. Giberelin
Giberelin
pertama kali ditemukan oleh F. Kurosawa (1926) pada saat ia mempelajari
penyakit pada padi. Kurosawa menemukan bahwa padi yang terserang jamur
Giberella fujikuroi mengalami pertumbuhan cepat, batangnya tinggi dan
berwarna pucat. Setelah diisolasi, senyawa yang dihasilkan jamur
tersebut diberi nama Giberelin. Ada berbagai jenis giberelin yang
ditemukan dalam berbagai jenis tumbuhan, yaitu GA1,GA3,GA4 dan GA7. Dari
berbagai giberelin tersebut, GA3 yang diisolasi dari jam ur Giberella
fujikuroi paling banyak dikenal dan terkenal dengan nama asam giberelik.
Giberelin
ditemukan pada semua bagian tanaman, misalnya pucuk batang, ujung akar,
binga, buah dan terutama pada biji. Fungsi giberelin adalah:
1. Merangsang pembelahan sel
2. Merangsang aktivitas enzim amilase dan proteinase yang berperan dalam perkecambahan
3. Merangsang pembentukan tunas
4. Menghilangkan dormansi biji
5. Merangsang pertumbuhan buah secara partenogenesis.
c. Sitokinin
Sitokinin
dapat ditemukan pada jarinngan yang aktif membelah. Sitokinin yang
oertama kali ditemukan adalah kinetin. Struktur kimia sitokinin lebih
sederhana dibanding giberelin dan auksin. Sitokinin yang umum digunakan
adalah kinetin. Selain kinetin, contoh sitokinin adalah zeatin
(ditemukan pada jagung) dan BAP (6-benzilaminopurin)
Fungsi sitokinin adalah:
1. Merangsang pembelahan sel (sitokinesis)
2. Merangsang pembentukan tunas pada batang maupun pada kalus
3. Menghambat efek dominansi apikal oleh auksin
4. Mempercepat pertumbuhan memanjang
d. Gas Etilen
Etilen
adalah gas yang dikeluarkan oleh buah yang sudah tua. Jika buah yang
sudah tua diletakkan ditempat yang tertutup, maka buah akan cepat masak.
Hal ini disebabkan karena buah tersebut mengeluarkan gas etilen yang
mempercepat pemasakan buah. Para pedagang sering memeram buah dengan gas
etilen agar cepat masak. Dengan bahasa pasaran gas etilen disebut
sebagai karbit.
Selain berperan dalam pemasakan buah, etilen juga
menyebabkan pertumbuhan batang menjadi tebal, untuk menahan pengaruh
angin. Kombinasi etilen dengan hormon lain dapat memberikan efek yang
menguntungkan. Misalnya, gas etilen dengan auksin dapat memacu
pembungaan pada mangga dan nanas. Kombinasi etilen dengan giberelin
dapat mengatur tumbuhnya bunga jantan dan bunga betina.
e. Asam Absisat
Tidak
semua hormon pada tumbuhan berfungsi memacu pertumbuhan, karena ada
beberapa yang justru menghambat pertumbuhan, misalnya asam absisat.
Secara umum fungsi asam absisat adalah:
1. Menghambat pembelahan dan pemanjangan sel
2. Menunda pertumbuhan atau dormansi, sehingga membantu tumbuhan bertahan dalam kondisi yang buruk
3. Merangsang penutupan mulut daun pada musim kering, sehingga mengurangi aktivitas transpirasi
4. Membantu peluruhan daun pada musim kering, sehingga tumbuhan tidak kekurangan air melalui transpirasi (penguapan).
f. Asam Traumalin
Asam
traumalin dianggap sebagai hormon luka, karena merangsang pembelahan
sel-sel dibagian tumbuhan yang luka. Dengan demikian bagian yang luka
akan tertutup.
g. Kalin
Hormon kalin berfungsi merangsang
pembentukan organ tumbuhan. Hormon ini dibedakan atas rizokalin untuk
merangsang pembentukan akar; kaulokalin untuk merangsang pembentukan
batang: filokalin untuk merangsang pembentukan daun; dan antokalin atau
florigen untuk merangsang pembentukan bunga.
BAB III
PENUTUP
• Kesimpulan :
1. Pertumbuhan dan perkembangan organisme merupakan hasil dari pembelahan sel, pembesaran sel, serta diferensiasi sel.
2.
Pada tumbuhan terdapat dua macam pertumbuhan, yaitu pertumbuhanprimer
yang terjadi pada meristem ujung batang dan ujung akar, dan pertumbuhan
sekunder yang terjadi pada kambium batang dikotil.
3. Pertumbuhan primer terjadi karena aktivitas titik tumbuih pada ujung batang dan ujung akar.
4. Pertumbuhan sekunder terjadi karena aktivitas kambium pada tumbuhan dikotil.
5.
Proses pertumbuhan pada tumbuhan dikendalikan secara genetis dan
dipengaruhi oleh hormon serta faktor lingkungan, seperti nutrien,
cahaya, suhu, air, oksigen dan kelembapan. Hormon-hormon pada tumbuhan
misalnya auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, gas etilen, asam
traumalin, dan kalin.
6. Tumbuhan memerlukan nutrien untuk
pertumbuhan dan perkembangan. Nutrien atau zat makanan terdiri dari
unsur-unsur atau senyawa kimia. Nutrien yang diperlukan merupakan sumber
energi dan materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang dibutuhkan
selama perkembangan dan pertumbuhan.
7. Sel meristem adalah
sel yang membentuk seluruh jaringan tanaman secara berurutan. Sel
meristem apikal merupakan meristem utama yang membentuk bagian-bagian
tumbuhan. Sedangkan sel kalus adalah sel yang tumbuh menutupi luka
tanaman.
8. Asam traumalin dianggap sebagai hormon luka karena merangsang pembelahan sel-sel di bagian yang luka.
BAB IV
DAFTAR PUSTAKA
Pratiwi, D.A. 2003. Buku Penuntun Biologi. Jakarta : Erlangga
Pujianto, Sri. 2004. Khazanah Pengetahuan Biologi. Solo : Tiga serangkai
Prawirahartono, Slamet. 2004. Sains Biologi. Jakarta : Bumi Aksara
Tim Dosen fisiologi Tumbuhan. 2008. Fisiologi Tumbuhan. Medan: FMIPA UNIMED
http://id.wikipedia.org/wiki/Pertumbuhan_dan_Perkembangan_Sel_Tumbuhan