Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

 

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.