Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Perkembangan
dan pertumbuhan merupakan hal yang berbeda pada semua makhluk, termasuk
tanaman. Perkembangan merupakan seuatu proses pendewasaan di mana hal
ini tidak dapat diukur (perkembangan kualitatif). Pada sel-sel, sel
berkembang sesuai spesialisasi mereka masing-masing (berkembang dan
terstruktur sesuai fungsi masing-masing). Berbeda dengan itu,
pertumbuhan merupakan sesuatu yang dapat di ukur seperti tinggi,
panjang, lebar, dll (Kuantitatif). Pertumbuhan merupakan sesuatu yang irreversible atau tidak dapat dibalik maupun ulang. Pada sel, hal ini dapat dilihat pada pembesaran sel (mitosis).
Pada
sel yang berkembang akan terjadi 3 dalam tahap, yaitu pembelahan sel
(cleavage), morfogenesis, dan diferensiasi sel. Pembelahan sel merupakan
tahap duplikasi sel menjadi banyak dan menjadi salah satu faktor utama
perkembangan. Perkembangan oleh pembelahan sel dimulai sejak zigot (pada
manusia) menjadi jaringan embrional hingga menjadi manusia, sedangkan
pada tumbuhan, dimulai dari zigot pada bakal biji menjadi kotiledon,
akar, dll. Morfogenesis merupakan perkembangan bentuk, seperti biji
berkecambah, akar menjadi sistem akar, dan tunas menjadi tunas tumbuhan.
Differensiasi sel merukapan proses di mana sel dijadikan memiliki
fungsi-fungsi biokimia dan morfologi khusus, seperti embrio yang
berkembang dan memiliki struktur dan fungsi khusus saat dewasa.
Pertumbuhan
dan perkembangan tumbuhan tumbuhan dibagi menjadi perkembangan bakal
biji & bakal buah, perkecambahan, dan pertumbuhan.
A. Perkembangan bakal biji dan bakal buah
Perkembangan
bakal biji dan buah dimulai dengan pembuahan ganda yang terjadi pada
kantong embrio dimana sperma membuahi ovum dan IKL (Inti Kandung
Lembaga) Sekunder dan menghasilkan zigot dan endosperma. Endosperma yang
monokotil kemudian berpindah serta melekat pada kotiledon yang dikotil
dan embrio berkembang di mana zigot berkembang secara mitosis menjadi
sel basal dan terminal. Setelah proses tersebut, bakal biji akan
berkembang menjadi biji dan bakal buah menjadi buah. Stuktur biji pada
tahap ini sudah matang seperti yang ada pada gambar di bawah.
Info:
· Embrio: kuncup embrionik yang memanjang dan melekat pada kotiledon.
· Hipokotil: bagian bawah pangkal dan melekat pada kotiledon.
· Epikotil: bagian atas pangkal. Unjung dari epikotil disebut plumula dan memiliki sepasang daun.
· Radikula: merupakan bagian ujung paling bawah
B. Perkecambahan
Proses perkecambahan pada biji terjadi secara bertahap dari proses fisika dan kimia.
· Proses Fisika
Proses
perkecambahan secara fisika terjadi ketika biji menyerap air. Proses ini
disebut imbibisi. Penyerapan air terjadi akibat pergerakan air dari
potensial tinggi (pada lingkungan) ke potensial rendah (pada biji
kering).
· Proses Kimia
Proses
kimia mulai saat air masuk ke dalam biji dan enzim dalam biji
diaktifkan. Dengan masuknya air, biji akan berkembang dan kulitnya
pecah. Air ini mengaktifkan embrio untuk mengeluarkan hormon giberelin
(GA) yang mendorong aleuron (lapisan tipis bagian luar endosperma) yang
menyebabkan sintesis dan pengeluaran enzim.
Enzim yang
dikeluakan ini bekerja dengan menghidrolisis cadangan makanan yang
terdapat dalam kotiledon dan endosperma. Proses ini menghasilkan molekul
yang larut dalam air. Contohnya seperti enzim amylase yang
menghidrolisis pati dalam endosperma dan menghasilkan gula. Gula serta
zat-zat hasil lainnya kemudian diserap dari endosperma ke kotiledon
selama pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman.
Perkecambahan yang terjadi pada tanaman dibedakan menjadi 2, yaitu epigeal dan hipogeal.
· Epigeal
Pada
perkecambahan secara epigeal, terjadi pembentangan ruas batang di bawah
hipokotil (daun lembaga) sehingga hipokotil dan kotiledon terangkat ke
atas tanah. Perkecambahan hipokotil dapat ditemukan pada Phaseolus radiates (kacang hijau).
· Hipogeal
Berbeda
dengan epigeal, hipogeal adalah perkecambahan yang terjadi di bawah
tanah. Perkecambah dimulai dengan pembentangan ruas batang teratas
(epikotil) yang menyebabkan daun lembaga ikut tertarik ke atas tanah dan
hipokotil tetap di dalam tanah. Perkecambahan hipokotil dapat ditemukan
pada tanaman Pisum sativum (biji kacang kapri).
C. Pertumbuhan
Pertumbuhan pada tanaman dibedakan atas pertumbuhan pada akar, batang, dan daun.
1. Akar
Pertumbuhan
pada akar terjadi pada 3 tempat yang berbeda, yaitu tudung akar
(kaliptra), daerah meristem dan daerah pemanjangan, dan daerah
diferensiasi.
· Tudung akar
Tudung
akar adalah daerah paling ujung akar. Fungsi tudung akar adalah untuk
mengekresikan cairan polisakarida untuk melumasi tanah yang ada
disekitar titik pertumbuhan akar tanaman. Cairan polisakarida ini
membuat tanah disekitar titik pertumbuhan menjadi lunak sehingga mudah
ditembus akar yang bertumbuh. Selain itu tudung akar juga untuk
melindungi daerah meristem akar.
· Daerah Meristem Dan Daerah Pemanjangan
Letak
daerah meristem di belakang tudung akar. Pada daerah ini banyak terdapat
sel meristem apikal dan derivate. Meristem apikal merupakan pusat
pembelahan sel yang menghasilkan banyak sel-sel meristem primer yang
akan menggantikan sel-sel di tudung akar yang rusak. Daerah pemanjangan
adalah daerah dibelakang daerah meristem. Sel-sel didaerah ini membelah
diri lebih lambat dari yang ada di meristem tetapi selnya tahan terhadap
kerusakan serta memiliki fungsi sebagai penyimpan makanan.
· Daerah Diferensiasi
Daerah
diferensiasi terletak di paling belakang dan bercampur dengan daerah
pemanjangan. Sel-sel meristem pada daerah ini menghasilkan 3 sistem
jaringan, yaiut protoderma, meristem dasar, dan prokambium.
· Protoderma
Lapisan terluar dari meristem primer dan nanti akan berubah menjadi epidermis.
· Meristem Dasar
Merupakan lapisan kedua dan nanti akan berkembang menjadi sistem jaringan dasar.
· Prokambium
Merupakan
pusat serta lapisan terdalam yang meristemnya berkembang menjadi stele
(silinder vaskuler pusat) yang terdiri dari silem dan floem.
Berikut adalah gambar akar monokotil dan dikotil:
 |
| Dikotil |
 |
| Monokotil |
Pertumbuhan diatas yang menggunakan sel-sel meristem primer disebut sebagai pertumbuhan primer.
2. Batang
Dalam
pertumbuhan batang terjadi pemanjangan dan differensiasi. Pada tanaman
dikotil, pertumbuhan yang terjadi dikenal sebagai pertumbuhan sekunder
yang terjadi pada kambium (silem dan floem sekunder) dan kambium gabus.
Jaringan pada cambium membelah secara mitosis dan silem dan floem dapat
dibedakan menurut arah pembelahannya. Jika sel membelah ke arah dalam,
maka itu adalah silem dan jika membelah ke arah luar, maka itu adalah
floem. Untuk lebih jelas tentang posisinya, dapat diihat pada gambar
berikut:
3. Daun
Pertumbuhan
daun biasa terjadi pada daun lembaga (kotiledon). Bakal daun
(primodial) merupakan hasil pembelahan periklinal di daerah sisi lateral
apeks pucuk. Pembelahan sel pada tempat tersebut membuat tonjolan yang
disebut penyangga daun. Pertumbuhan daun biasa dibagi menjadi
pertumbuhan apikal dan marginal. Pertumbuhan apikal membuat primodium
menjadi lebih tinggi dan terjadi pad ujung daun. Pertumbuhan ini tidak
berlangsung lama dan pertambahan panjang biasa dilakukan meristem
interkalar. Berbeda dengan itu, pertumbuhan marginal menghasilkan
pelebaran lateral dan membentuk 2 panel helaian daun. Pembelahan pada
bidang antiklinal pada daun dilakukan oleh meristem papan dan penebalan
oleh meristem abaksial dan adaksial.
D. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan
Ada banyak
faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman dalam lingkungannya.
Pengaruh ini dapat datang dari luar maupun dalam tanaman yang mengalami
pertumbuhan itu sendiri.
Ø Faktor Luar (Eksternal)
Faktor luar dapat dipengaruhi oleh ketersediaan makanan, air, kelembapan, dan cahaya.
Makanan
merupakan sumber energi serta materi untuk menghasilakan berbagai
komponen sel. Tanaman membutuhkan 9 makroelemen (unsur mineral) atau
bahan organic, yaitu: karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur,
fosfor, kalsium, kalium, dan magnesium. Jika tanaman tidak mendapat
unsur-unsur tersebut sesuai keperluan, pertumbuhan tanaman dapat
terganggu dan bahkan tanaman dapat mati.
Air
merupakan senyawa yang sangat dibutuhkan tanaman. Air sering digunakan
untuk fotosintesis, menjaga kelembapan, serta mengaktifkan enzim agar
terjadi reaksi enzimatik.
Kelembapan
juga mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Tanah serta udara yang lembab
sangat baik untuk pertumbuhan tanaman. Hal ini disebabkan oleh banyaknya
air yang dapat diserap serta pengurangan penguapan.
Cahaya
dapat menghambat pertumbuhan, tetapi merupakan hal yang dibutuhkan dalam
pertumbuhan tanaman. Cahaya jika terkena pada batang tumbuhan dapat
mengurangi auksin, tetapi cahaya juga merangsang pembungaan pada tanaman
tertentu. Salah satu hormone yang dipengaruhi oleh cahaya adalah hormon
fitokrom. Hormon fitokrom adalah protein dengan kromatofora yang mirip
dengan fikosianin. Tumbuhan dibedakan menjadi 3 jenis menurut
fotoperiodismenya:
1. Tumbuhan hari pendek, contohnya aster, krisan, dan dahlia.
2. Tumbuhan hari panjang, contohnya bayam, kentang, dan gandum.
3. Tumbuhan hari netral, contohnya mawar, bunga matahari, dan kapas.
Ø Faktor Dalam (Internal)
Farktor
internal merupakan pengaruh yang terjadi dari dalam tanaman. Pengaruh
ini dapat berupa genetik maupun fisiologis. Pengaruh oleh gen sudah
sangat jelas dalam tanaman. Sebuah tanaman akan bertumbuh sesuai dengan
gen dari dalam dirinya yang diturunkan oleh induk tanaman tersebut
(faktor hereditas). Berbeda dengan itu, faktro fisiologis meliputi enzim
(sebagai biokatalisator untuk mempercepat reaksi metabolisme), vitamin,
dan hormon.
Hormon yang
mempengaruhi pertumbuhan tanaman ada beberapa dan dibagi menjadi 2
kelompok, yang memicu pertumbuhan serta yang menghambat pertumbuhan.
· Pemicu Pertumbuhan
Hormon yang dapat memicu pertumbuhan terdiri dari auksin, giberelin, kalin, dan sitokinin.
Hormon
auksin berperan dalam pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel.
Selain itu pada buah tanpa biji (partenokarpi), hormone ini berpengaruh
dalam pengguguran daun peran dalam dominansi apical. Proses ini disebut
sebagai absisi.
Hormon
giberilin memiliki peran dalam perkecambahan dan perkembangan embrio.
Giberilin juga membantu pembentukan biji dan buah. Hal penting lainnya
mengenai hormone ini ialah hormone ini bersinergis (bekerja sama) dengan
auksin.
Hormon
etilen berperan dalam pematangan buah dan kerontokan daun. Akan tetapi,
jika jumlah etilen melebihi jumlah hormone auksin dan giberilin,
penghambatan terhadap pembentukan organ tumbuhan justru terjadi. Hal
unik dari etilen adalah, jika hormone ini bekerja sama dengan auksin,
dapat mempercepat pembentukan bunga.
Hormon sitokinin berperan dalam sitokinesis. Beberapa fungsi dari sitokinin adalah:
- Merangsang bentuk akar serta cabang dan batang serta cabang-cabangnya juga.
- Mengatur pertumbuhan daun dan pucuk.
- Berperan dalam perbesaran daun muda.
- Mengatur pembentukan bunga dan buah.
- Penghambat
penuaan tanaman. Hal ini dilakukan dengan cara merangsang proses
transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
· Penghambat Pertumbuhan
Hormon penghambat pertumbuhan terdiri dari asam absisat, kalin, asam traumalin, dan gas etilen.
Asam
absisat merupakan inhibitor yang adalah antagonis dengan auksin dan
giberelin. Asam Absisat juga berperan dalam penuaan tanaman.
Hormon kalin dapat menghambat dalam organogenesis. Hormon ini juga dibagi menjadi 4 sesuai hambatan yang dilakukan:
§ Rizokalin: pembentukan akar.
§ Kaulokalin: pembentukan batang.
§ Filokalin: pembentukan daun.
§ Antokalin: pembentukan bunga.
Asam
traumalin dapat menghambat regenerasi sel dalam tanaman. Hal ini
menyebabkan tumbuhan tidak dapt tumbuh dengan baik dan dapat matu.
