Ringkasan Materi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pertumbuhan mengandung pengertian pertambahan ukuran, dapat berupa volume, massa, tinggi, dan ukuran lainnya yang dapat dinyatakan dalam bilangan atau bentuk kuantitatif. Adapun perkembangan mengandung pengertian bertambah dewasanya suatu individu. Makhluk hidup dikatakan dewasa jika alat-alat reproduksinya telah berfungsi. Tumbuhan akan berbunga dan hewan akan menghasilkan sel-sel kelamin. Ada pula yang mengartikan perkembangan sebagai perubahan akibat proses diferensiasi yang menyebabkan perbedaan struktur dan fungsi organ organ makhluk hidup sehingga semakin kompleks. Dengan demikian, perkembangan merupakan perubahan kualitas suatu individu.

1.   Pertumbuhan

Secara harfiah, pertumbuhan diartikan sebagai perubahan yang dapat diketahui atau ditentukan berdasarkan sejumlah ukuran atau kuantitasnya.

Pertumbuhan meliputi bertambah besar dan bertambah banyaknya sel-sel pada jaringan. Proses yang terjadi pada pertumbuhan adalah suatu kegiatan yang irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). Akan tetapi, pada beberapa kasus, proses tersebut dapat reversible (terbalikkan) karena pada pertumbuhan terjadi pengurangan ukuran dan jumlah sel akibat kerusakkan sel atau dediferensiasi sel.

Sebagai contoh, jika Anda akan memperbanyak tumbuhan melalui cara vegetatif, bagian manakah yang akan Anda pakai? Bunga, buah, ataukah batang? Pilihannya tentu akan jatuh pada batang. Walaupun semua organ tersebut memiliki aktivitas pembelahan sel, semuanya disusun oleh jenis sel yang berbeda. Bunga dan buah merupakan organ reproduksi yang disusun oleh sel-sel reproduktif atau embrionik, sedangkan cabang atau batang disusun oleh sel-sel tubuh atau somatik. Sel-sel tubuh (somatik) memiliki potensi untuk tumbuh kembali membentuk jaringan yang sama, sedangkan sel embrionik tidak. Dengan aktivitas perbanyakan sel tersebut, akan dihasilkan kembali sel-sel meristematis yang akan menjadi batang, akar, daun, dan bagian reproduktif. Adapun sel embrionik akan mati karena tidak ada sokongan sel lainnya. Selama proses tumbuhnya akar, batang, ataupun daun pertumbuhan dapat dikuantifikasi dalam bentuk panjang akar, jumlah daun, tinggi tumbuhan, atau bahkan berat total tumbuhan. Berdasarkan gambaran tersebut, dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa pertumbuhan merupakan perubahan kuantitatif dari ukuran sel, organ, atau keseluruhan organisme.

Alat untuk mengukur pertumbuhan disebut auksanometer

2.   Perkembangan

Perkembangan makhluk hidup lebih tepat diartikan sebagai suatu perubahan kualitatif yang melibatkan perubahan struktur serta fungsi yang lebih kompleks. Seperti yang telah Anda ketahui, organ kulit pada manusia tumbuh bersamaan dengan bertambahnya ukuran tubuh. Akan tetapi, ketika mencapai kedewasaan, hanya pada bagian tertentu dari tubuh kita mulai bermunculan rambut tambahan. Selain itu, organ-organ tertentu mulai tumbuh membesar, seperti bagian dada pada perempuan dan jakun pada laki-laki. Mengapa semua itu hanya tumbuh pada masa tertentu saja, tidak bersamaan dengan pertumbuhan organ lainnya? Suatu hal yang patut kita pahami dalam perkembangan adalah adanya diferensiasi sel. Diferensiasi dapat diartikan sebagai perubahan sel menjadi bentuk lainnya yang berbeda baik secara fungsi, ukuran,maupun bentuk.

Contoh mudah mengenai diferensiasi dapat Anda temukan pada pembentukan bunga. Amati dari mana bunga tersebut berasal. Apakah sama dengan awal mulanya tumbuh tunas? Mengapa pada bagian tersebut yang tumbuh justru bunga? Diferensiasi juga terjadi pada bagian tubuh manusia, yakni pada pembentukan sel-sel kelamin (gonad) ketika embriogenesis. Contoh lainnya pada proses pembentukan anak ayam dari embrio dalam telur. Pada proses diferensiasi, dapat terjadi dua hal penting, yakni perubahan struktural yang akan mengarah pada pembentukan organ, serta perubahan kimiawi yang dapat meningkatkan kemampuan sel. Dapatkah Anda menghitung perkembangan yang terjadi, baik dalam jumlah maupun ukuran? Tentu akan sulit, karena semua proses tersebut terjadi secara kualitatif dan hanya dapat dibandingkan secara subjektif tanpa ukuran yang tepat. Proses perkembangan banyak berkaitan dengan faktor internal yang terjadi pada waktu yang tidak bersamaan. Oleh karena itu, perkembangan dapat didefinisikan sebagai suatu proses perubahan yang diikuti oleh

pendewasaan dan kematangan sel, serta diiringi oleh spesialisasi fungsi sel.

Proses Perkecambahan Biji

Proses perkecambahan biji tanaman merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Proses perkecambahan yang baik menjadi salah satu syarat utama tanaman akan tumbuh baik dan subur di masa muda (juvenile). 

Perkecambahan adalah proses pertumbuhan dan perkembangan embrio. Hasil perkecambahan ini 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. 

Perkecambahan biji berhubungan dengan aspek kimiawi. Proses tersebut meliputi beberapa tahapan, antara lain imbibisi, sekresi hormon dan enzim, hidrolisis cadangan makanan, pengiriman bahan makanan terlarut dan hormon ke daerah titik tumbuh atau daerah lainnya, serta asimilasi (fotosintesis). 

Secara fisiologi, proses perkecambahan berlangsung dalam beberapa tahapan penting, meliputi: (Mayer dan Mayber, 1975)

1.     Absorbsi air

2.     Metabolisme pemecahan materi cadangan makanan

3.     Transpor materi hasil pemecahan dari endosperm ke embrio yang aktif tumbuh.

4.     Proses-proses pembentukan kembali materi-materi baru.

5.     Respirasi

6.     Pertumbuhan 

Faktor-Faktor Proses Perkecambahan Biji

Faktor internal proses perkecambahan biji ditentukan keseimbangan antara promoter dan inhibitor perkecambahan, terutama asam gliberelin (GA) dan asam abskisat (ABA). 

Faktor eksternal yang merupakan ekologi perkecambahan meliputi air, suhu, kelembaban, cahaya, dan adanya senyawa-senyawa kimia tertentu yang berperilaku sebagai inhibitor perkecambahan.

Macam-macam Perkecambahan

          Perkecambahan dibedakan menjadi dua macam, yaitu perkecambahan hypogeal  dan epigeal.


          Perkecambahan hypogeal adalah terjadinya pertumbuhan memanjang dari epikotil yang menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah. Kotiledon tetap berada di dalam tanah. 

Perkecambahan epigeal adalah terjadinya pertumbuhan memanjang, akibatnya kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. kotiledon berada di atas tanah.

 

Macam-Macam Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan pada tumbuhan ada yang berupa pertumbuhan primer, ada pula yang berupa pertumbuhan sekunder. Kedua pertumbuhan ini sebenarnya berasal dari jaringan yang sama, yakni meristem. Meristem merupakan suatu jaringan yang memiliki sifat aktif membelah. Pertumbuhan primer berasal dari meristem primer, sedangkan pertumbuhan sekunder berasal dari meristem sekunder. Adakah perbedaan lain di antara kedua macam pertumbuhan tersebut?

A.Pertumbuhan Primer.
            Aktivitas sel-sel meristem yang terdapat pada ujung batang dan akar yang menyebabkan pertambahan panjang pada batang dan akar disebut dengan pertumbuhan Primer. Pertumbuhan primer dapat diukur secara kuantitatif dengan alat yang disebut dengan Auksanometer. Daerah pertumbuhan pada ujung batang dan akar dapat dibedakan menjadi 3  yaitu :

1. Daerah pembelahan sel : terdapat di daerah ujung 
2. Daerah Pemanjangan sel : terletak dibelakang daerah pembelahan, merupakan daerah yang selnya dapat membesar dan memanjang.
3. daerah diferensiasi : merupakan daerah yang sel-selnya berkembang menjadi sel yang memiliki struktur dan fungsi khusus 
4. Gambar daerah pertumbuhan akar 

B.Pertumbuhan Sekunder

Pertumbuhan sekunder adalah aktivitas kambium yang membentuk xilem dan floem sekunder , Kambium adalah meristem lateral ( samping ) yang ada di sekeliling batang dikotil kecuali di bagian ujung. Jaringan kambium mampu membelah sicara mitosis. Jika sel kambiumk membelah ke arah luar, sel yang liuar menjadi sel floem dan sel yang dalam tetao menjadi kambium. sebaliknya jika sel kambium membelah kearah dalam , sel yang dalam menjadi xilem dan sel yang luar tetap menjadi kambium. Jadi selama proses pembelahan ini jaringan kambium tetap dipertahankan. Xilem dan Floem yang terbentuk dari aktvitas kambium ini disebut dengan xilem dan floem sekunder.  Pertambahan jumlah sel Floem dan Xilem sekunder  menyebabkan diameter batang bertambah besar.

pertumbuhan sekunder pada tumbuhan dipengaruhi oleh musim. pada musim kemarau lapisan yang terbentuk lebih tipis dibanding pada musim penghujan, perbedaan pertumbuhan ini membentuk LINGKARAN TAHUN yang dapat digunakan untuk memperkirakan umur suatu tumbuhan. 

                               

Faktor-Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan

Dalam pertumbuhan dan perkembangannya, tumbuhan dipengaruhi oleh faktor genetik, faktor internal, dan faktor lingkungan.

A.   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.

Gambar Batang jati berdiri lurus dengan tinggi mencapai 30 - 45 m dan diameter mencapai 220 cm
Gambar Batang rumput pendekdan berongga Dari dua contoh tanaman di atas menunjukkan faktor genetic berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Rumput tidak dapat tumbuh setinggi pohon jati berapa pun makanan, suhu, cahaya yang mendukung.

B.   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 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.

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 hormone 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:

1.     Menghambat perkecambahan biji.

2.     Mempengaruhi pembungaan tanaman.

3.     Memperpanjang masa dormansi umbi-umbian.

4.     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
          Bila tumbuhan terluka, luka tersebut dapat diperbaiki kembali. Kemampuan itu disebut restitusi atau regenerasi. Peristiwa ini dapat terjadi karena adanya asam traumalin (asam traumalat).

C.Faktor Lingkungan (Eksternal)

Faktor lingkungan yang memengaruhi pertumbuhan tumbuhan, meliputi:
1. Nutrisi
Nutrisi yang diperlukan tumbuhan bukan hanya CO2 dan H2O tetapi juga elemen-elemen (unsur-unsur) yang lainnya. Perhatikan tabel di bawah ini!

Unsur mineral yang diperlukan tumbuhan tinggi dan peranannya
2. Air
Fungsi air antara lain:

1.     Untuk fotosintesis.

2.     Mengaktifkan reaksi-reaksi enzim.

3.     Membantu proses perkecambahan biji.

4.     Menjaga (mempertahankan kelembapan).

5.     Untuk transpirasi.

6.     Meningkatkan tekanan turgor sehingga merangsang pembelahan sel.

7.     Menghilangkan asam absisi.

3. Cahaya
Setiap tumbuhan memerlukan cahaya untuk pertumbuhan, karena cahaya sangat berperan dalam fotosintesis dan fotomorfogenesis. Biji tumbuhan yang berkecambah dan tumbuh di tempat yang gelap/tidak ada cahaya ternyata tumbuhnya tidak normal dengan ciri tumbuhnya sangat cepat, perawakan tumbuhan tampak tinggi dan ramping, batangya lemah dan batang tidak berwarna hijau tetapi pucat. Gejala ini disebut etiolasi.
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).

4. Suhu atau Temperatur
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.

5. Kelembapan
Kelembapan ada kaitannya dengan laju transpirasi melalui daun karena transpirasi akan terkait dengan laju pengangkutan air dan unsure 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.

6. Oksigen
Untuk pemecahan senyawa bermolekul besar (saat respirasi) agar menghasilkan energi yang diperlukan pada proses pertumbuhan dan perkembangannya.