Pertumbuhan dan Perkembangan
A. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan adalah suatu proses pertambahan ukuran, baik volume, bobot, dan jumlah sel yang bersifat irreversible (tidak dapat kembali ke asal). Sedangkan, perkembangan adalah perubahan atau diferensiasi sel menuju keadaan yang lebih dewasa.
Perbandingan antara pertumbuhan dan perkembangan :
Pertumbuhan | Perkembangan |
Proses pertambahan ukuran (volume, massa, jumlah) sel | Proses menuju kedewasaan makhluk hidup |
Bersifat kuantitatif | Kualitatif |
Irreversible | Reversible |
Perkecambahan
Periode pertumbuhan tiap jenis tumbuhan berbeda, namun semua diawali dari proses yang sama, yaitu perkecambahan. Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil) dari dalam biji yang merupakan hasil pertumbuhan. Embrio yang terdapat di dalam biji mempunyai beberapa bagian, anatara lain embrio akar (radikula), embrio daun (plumula), embrio pucuk (epikotil) dan embrio batang (hipokotil). Proses perkecambahan diawali ketika biji menyerap air (imbibisi)
Ada dua tipe perkecambahan, yaitu :
a) Epigeal à jika ditandai plumula muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tetap berada di dalam tanah. Biasanya ditemukan pada tanaman dikotil.
b) Hipogeal à jika ditandai plumula dan kotiledon muncul di permukaan tanah. Biasanya ditemukan pada tanaman monokotil
B. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu pertumbuahn primer dan pertumbuhan sekunder.
a) Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang terjadi pada jaringan meristematik dari hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer. Pertumbuhan primer terjadi pada embrio, ujung akar dan ujung batang.
Fase pertumbuhan membentuk akar, batang, dan daun :
1. Protoderm : Lapisan terluar membentuk epidermis
2. Merisem : akan membentuk korteks di antara style dan epidermis
3. Prokambium : akan membentuk silinder pusat (xylem dan floem)
Pertumbuhan pada akar
Meristem yang terdapat pada ujung akar dan ujung batang disebut meristem apikal. Sel-sel meristem merupakan sel-sel yang aktif membelah secara mitosis. Pertumbuhan primer menyebabkan pertumbuhan secara horizontal (pertumbuhan memanjang). Berdasarkan keadaan dan sifat sel penyusunnya, akar dapat dibedakan menjadi daerah meristematis, daerah pemanjangan (elongasi), daerah pematangan (maturasi) dan daerah akar dewasa (daerah diferensiasi).
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 meristem 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 se-suai dengan kesamaan struktur. Sel-sel yang memiliki kesamaan struktur, kemudian akan memperoleh tugas membentuk jaringan tertentu. Pertumbuhan primer pada batang
Pertumbuhan dan perkembangan primer pada batang meliputi daerah pertumbuhan (titik tumbuh), daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi. Meristem apikal pada batang dibentuk oleh sel-sel yang senantiasa membelah pada ujung tunas yang biasa disebut kuncup. Di dalam kuncup, ruas batang dan tonjolan daun kecil (primordia) memiliki jarak sangat pendek karena jarak internodus (antarruas) sangat pendek. Pertumbuhan, pembelahan, dan pemanjangan sel terjadi di dalam internodus.
Pertumbuhan pada batang
Daerah pertumbuhan batang terletak di ujung batang. Pertumbuhan pada batang menunjukkan bagian yang sama dengan pertumbuhan pada akar yaitu protoderm, prokambium dan meristem dasar. Prokambium akan membentuk jaringan kambium yang bersifat meristematis sebagai sarana bagi tumbuhan untuk melakukan pertumbuhan sekunder.
b) 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.
Jika sel kambium membelah ke arah luar, akan membentuk sel floem,sebaliknya jika sel kambium membelah ke arah dalam akan membentuk xilem. 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.
C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
Suatu tanaman dalam proses pertumbuhannya sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor luar (eksternal) dan factor-faktor dalam (internal). Faktor eksternal adalah faktor-faktor yang berasal dari luar tubuh tumbuhan yang mempengaruhi pertumbuhannya, sedangkan faktor internal adalah faktor yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan, terdiri atas faktor intrasel dan faktor intersel.
a) Faktor Luar (eksternal)
1. Cahaya/Sinar matahari
Cahaya sangat diperlukan tumbuhan hijau untuk kelangsungan hidupnya, sebab cahaya/sinar matahari merupakan sumber energi yang digunakan untuk proses berlangsungnya fotosintesis di dalam daun tumbuhan hijau. Namun, bila kita membandingkan 2 tanaman yang disimpan di tempat yang berbeda (satu di cukup sinar dan satu di kurang sinar) menghasilkan tumbuhan yang berbeda.
Mengapa demikian? Karena pada daun yang tidak mendapat sinar matahari akan mengandung air lebih banyak, tapi zat gulanya lebih sedikit.
Setiap tumbuhan mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap perioda penyinaran cahaya matahari, yang disebut fotoperiodisme.
2. Suhu (Temperatur)
Setiap proses pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan selalu dipengaruhi oleh suhu lingkungannya. Suhu juga mempengaruhi kerja enzim. Suhu ideal yang diperlukan untuk pertumbuhan yang paling baik adalah suhu optimum, yang berbeda untuk tiap jenis tumbuhan. Di Indonesia, suhu optimum berkisar antara 22-37 C.
3. Kelembapan Udara
Kelembapan udara di sekitar tempat tumbuhan sangat berpengaruh terhadap proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman tersebut. Umumnya tanah dan udara sekitar yang kurang lembab (airnya cukup) akan sangat baik atau cocok bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, karena pada kondisi seperti itu, tanaman menyerap banyak air dan penguapan (transpirasi) air semakin menurun, sehingga memungkinkan cepat terjadinya pembelahan dan pemanjangan sel.
4. Air dan Unsur Hara Tanah
Air mutlak diperlukan tumbuhan. Fungsi air bagi tumbuhan adalah bahan pembentuk karbohidrat (dalam proses fotosintesis), sebagai pelarut garam mineral di tanah dan sebagai pelarut senyawa-senyawa dalam sel. Air juga sebagai medium/tempat reaksi enzimatis
5. Nutrisi
Harus mengandung unsur makro (C,H,O,N,K,S,Ca,Fe,Mg) dan unsur mikro (B,Mo,Zu,Cu,Cl).
b) Faktor Dalam (Internal)
1) Faktor gen
Yaitu factor penurunan sifat pada keturunan yang diturunkan adalah sifat-sifat fisik.
2) Hormon
Hormon tumbuh disebut juga zat tumbuh yang komponennya terdiri atas senyawa protein dengan substansi kimia yang aktif. Zat tumbuh ini banyak jenisnya, antara lain auksin, giberelin, sitokini, asam absisat, gas etilen, asam traumalin, dan kalin.
a) Auksin
Hormon auksin merupakan senyawa kimia Indol Asetic Acid (IAA). Hormon auksin diproduksi di bagian koleoptil ujung tunas lalu diangkut oleh jaringan pembuluh angkut menuju tunas, selanjutnya tunas akan tumbuh menjadi tunas bagian akar, batang dan daun. Hormon auksin sangat peka terhadap panas/sinar. Auksin akan rusak dan justru akan menghambat terjadinya pembelashan sel, sehingga pertumbuhan sel batang yang terkena sinar matahari akan menjadi lambat dibandingkan dengan sel jaringan pada sisi batang yang tidak terkena sinar matahari. Auksin bekerja di tempat yang gela dan berhenti di tempat terang (etiolasi)
Fungsi auksin : - Merangsang pembelahan sel
- Menaikkan tekanan osmotic
- Menaikkan permeabilitas sel terhadap air
b) Sitokinin
Ada dua jenis hormone ditokinin yaitu zeatin (merupakan sitokini alami yang terdapat pada biji jagung) dan kinetin yang merupakan sitokinin buatan. Fungsi sitokinin adalah merangsang pembelahan sel, mengahambat dominasi epical, merangsang pembentukan tunas, mempercepat pertumbuhan memanjang, menunda pengguguran daun, dan menghambat proses penuaan.
Efek dari sitokinin berlawanan dengan auksin pada tumbuhan. Contoh, jika sitokinin banyak diberikan kepada tumbuhan, maka akan banyak tunas, tetapi jika sedikit diberikan pada tumbuhan maka akan tumbuh banyak akar. Hal ini terjadi karena sitokinin dapat menghentikan dominasi pertumbuhan kumcup atas (apikal) dan merangsang pertumbuhan kuncup samping (lateral)
c) Giberelin
Hormon giberelin secara alami terdapat pada bagian tertentu tumbuhan yaitu pada buah dan biji saat berkecambah. Giberelin adalah zat tumbuh yang sifatnya sama atau menyerupai hormone auksin. Fungsinya adalah membantu pembentukan tunas/embrio, menghambat perkecambahan dan pembentukan biji. Contoh pada tanaman kerdil.
d) Asam Absisat
Asam absisat merupakan hormone yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman (inhibitor) yaitu bekerja berlawanan dengan hormone auksin dan giberelin dengan jalan mengurangi atau memperlambat pembelahan dan pembesaran sel. Fungsi asam absisat yaitu dapat mengurangi kecepatan pertumbuhan dan pemanjangan sel pada daerah titik tumbuh, macam pengguguran daun dan mendorong dormansi biji agar tidak berkecambah.
e) Gas Etilen
Gas etilen adalah suatu gas yang dihasilkan oleh buah yang sudah tua sehingga buah menjadi matang. Fungsi etilen adalah menyebabkan buah menjadi masak, menyebabkan pertumbuhan batang menjadi kokh dan tebal, dapat memacu pembungaan, yang bekerja bersamaan dengan auksin dan bersama giberelin dapat mengatur perbandingan bunga betina dan jantan tumbuhan berumah satu.
f) Asam Traumalin
Asam traumalin disebut juga hormone luka/cambium karena hormone ini berfungsi untuk memperbaikibagian tanaman yang rusak/menghasilkan kalus.
g) Kalin
Merupakan hormone yang berfungsi untuk memacu pertumbuhan organ tumbuhan, di antaranya,
1) rhizokalin, dapat memacu pertumbuhan akar;
2) kaulokali, dapat memacu pertumbuhan batang;
3) fitokalin, dapat memacu pertumbuhan daun;
4) anthokalin, dapat memacu pertumbuhan bunga.
