Materi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Setiap makhluk hidup seperti tumbuhan mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Untuk mengawali pemahamanmu mengenai pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan, coba lakukan kegiatan berikut.

Berdasarkan kegiatan tersebut, kamu tentu sudah memperoleh gambaran mengenai pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. Selain itu, kamu juga mengetahui bahwa pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan diawali dengan perkecambahan. Untuk mempelajari lebih dalam mengenai pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan, simaklah materi berikut dengan cermat.

1. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan​

Pertumbuhan adalah proses bertambahnya ukuran (di antaranya volume, massa, dan tinggi) pada makhluk hidup. Contohnya pertambahan tinggi batang dan jumlah daun. Pertumbuhan terjadi akibat adanya pembelahan mitosis pada jaringan meristematis sehingga terjadi pertambahan jumlah sel dan pembesaran sel. Oleh karena itu, pertumbuhan bersifat irreversible (tidak dapat balik).

Pertumbuhan juga merupakan proses kuantitatif, artinya dapat diukur dan dinyatakan dengan angka. Pengukuran pertumbuhan pada tumbuhan dapat dilakukan menggunakan auksanometer. Auksanometer berfungsi untuk mengukur kecepatan bertambahnya panjang batang tanaman. Pengukuran pada pertumbuhan akan menghasilkan suatu grafik yang memiliki bentuk seperti huruf ”S” dan menyatakan fase-fase pertumbuhan tumbuhan. Contoh grafik sigmoid dapat dilihat pada gambar berikut.



Berdasarkan grafik sigmoid, pertumbuhan pada tumbuhan dibagi menjadi empat fase, yaitu fase log, fase eksponensial, fase stasioner, dan fase kematian.

a. Fase log merupakan fase yang laju pertumbuhannya masih berjalan lambat dan sel-sel yang membelah hanya sedikit.
b. Fase eksponensial merupakan fase yang laju pertumbuhannya mencapai kecepatan maksimum, sel-selnya aktif membelah, dan mengalami elongasi.
c. Fase stasioner merupakan fase yang laju pertumbuhannya berlangsung konstan atau pertumbuhan terhenti dan ukuran tumbuhan sudah tidak mengalami perubahan.
d. Fase kematian merupakan fase yang laju pertumbuhannya makin menurun dan tumbuhan mengalami penuaan.

Adapun perkembangan merupakan proses perubahan yang menyertai pertumbuhan menuju tingkat pematangan atau kedewasaan makhluk hidup. Pada proses perkembangan akan terbentuk struktur dan fungsi organ yang makin kompleks dan sempurna. Perkembangan merupakan proses kualitatif sehingga tidak dapat diukur. Contoh perkembangan pada tumbuhan adalah munculnya bunga sebagai alat perkembangbiakan. Pada tumbuhan, pertumbuhan dan perkembangan diawali dengan perkecambahan biji. Perkecambahan dapat terjadi apabila kandungan air dalam biji makin tinggi. Masuknya air ke dalam biji terjadi melalui proses imbibisi. Air yang masuk akan memacu embrio dalam biji untuk melepaskan hormon giberelin. Hormon ini mendorong pelepasan enzim yang berfungsi menghidrolisis makanan cadangan sehingga terbentuk energi. Energi ini digunakan untuk proses awal pertumbuhan dan perkembangan embrio dalam biji. Struktur yang pertama muncul dan menyobek selaput biji adalah radikula. Radikula merupakan calon akar primer yang menjadi bagian dari hipokotil. Selanjutnya, pada bagian ujung sebelah atas tumbuh epikotil (calon batang). Berdasarkan letak kotiledon pada saat berkecambah, ada dua tipe perkecambahan, yaitu perkecambahan epigeal dan perkecambahan hipogeal.

a. Perkecambahan Epigeal​

Ciri utama tipe perkecambahan ini ditandai dengan terangkatnya kotiledon ke atas permukaan tanah. Peristiwa ini terjadi karena adanya pemanjangan bagian hipokotil, yaitu ruas batang di bawah kotiledon. Kotiledon dan plumula/bakal daun terdorong ke permukaan tanah. Perkecambahan tipe ini umumnya terjadi pada biji tanaman Dicotyledoneae, contohnya kacang hijau dan kacang kedelai. Perhatikan gambar berikut.

b. Perkecambahan Hipogeal​

Ciri utama tipe perkecambahan hipogeal ditandai dengan tertinggalnya kotiledon di dalam tanah. Pada perkecambahan hipogeal, bagian yang mengalami pemanjangan adalah ruas batang di atas kotiledon atau disebut epikotil sehingga bakal daun atau plumula menembus tanah dan kotiledon tetap di dalam tanah. Perkecambahan hipogeal terjadi pada biji tumbuhan Monocotyledoneae, contohnya jagung, serta beberapa jenis tumbuhan Dicotyledoneae, contohnya kacang kapri. Perhatikan gambar berikut.



Pada akhir perkecambahan terbentuk akar, batang, dan daun. Selanjutnya, tumbuhan mengalami pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder akibat adanya aktivitas dari jaringan meristem.

a. Pertumbuhan Primer​

Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang terjadi akibat aktivitas meristem apikal. Pada peristiwa ini terjadi proses pembelahan dan diferensiasi sel yang mengakibatkan akar dan batang tumbuh memanjang. Meristem apikal terdapat pada ujung batang dan ujung akar. Meristem apikal dibagi menjadi tiga daerah, yaitu daerah pembelahan, pemanjangan (elongasi), dan diferensiasi. Perhatikan gambar berikut.

b. Pertumbuhan Sekunder​

Pertumbuhan sekunder terjadi akibat aktivitas pembelahan mitosis pada jaringan meristem sekunder (meristem lateral) sehingga mengakibatkan diameter batang dan akar bertambah besar. Ada dua macam meristem lateral, yaitu kambium vaskular dan kambium gabus. Aktivitas kambium vaskular mengakibatkan terbentuknya Ɨilem dan floem. Sementara itu, kambium gabus berperan menggantikan fungsi jaringan epidermis yang mengalami kerusakan. Lihat gambar.



Pertumbuhan sekunder dari kambium pada batang tumbuhan Dicotyledoneae menyebabkan terbentuknya lingkaran konsentris. Lingkaran
konsentris pada batang tumbuhan Dicotyledoneae disebut lingkaran tahun. Lingkaran konsentris tersebut menunjukkan aktivitas kambium dari tahun ke tahun. Dengan melihat lingkaran tersebut, kita dapat menentukan umur sebuah pohon. Untuk lebih jelasnya, cermati gambar di bawah.



Ketika batang tumbuhan Dicotyledoneae ditebang akan terlihat dua jenis lingkaran pada batang tersebut, yaitu lingkaran tipis dengan warna gelap dan lingkaran lebar dengan warna terang. Lingkaran tipis menunjukkan pertumbuhan kambium pada musim kemarau (sedikit air), sedangkan lingkaran lebar menunjukkan pertumbuhan kambium pada musim penghujan.

2. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan​

Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor apa saja yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tersebut? Ayo, lakukan kegiatan berikut untuk mengetahui jawabannya!

Spoiler: Tugas

MengidentiƬkasi Faktor Internal dan Faktor Eksternal yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Carilah informasi mengenai faktor internal dan faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dari berbagai sumber. Selanjutnya, perhatikan gambar berikut.

Dua tanaman sejenis diletakkan di tempat yang berbeda. Tanaman A diletakkan di dalam ruangan dan tanaman B diletakkan di luar ruangan. Pada kedua tanaman tersebut dilakukan penyiraman secara teratur dengan intensitas sama. Berdasarkan kondisi tersebut, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut.

1. Faktor internal dan faktor eksternal apa yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan?
2. Jelaskan faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan pada gambar A dan B!

Berdasarkan kegiatan tersebut, kamu telah mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Faktor-faktor tersebut meliputi faktor internal dan faktor eksternal. Untuk memperdalam pemahamanmu mengenai faktor-faktor tersebut, bacalah uraian materi berikut.

a. Faktor Internal​

Faktor internal merupakan faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan itu sendiri. Faktor internal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan meliputi faktor intraseluler dan faktor interseluler.

1) Faktor Intraseluler

Faktor intraseluler terdapat di dalam sel tumbuhan, contohnya gen. Gen merupakan faktor pembawa sifat dari induk kepada anaknya. Gen merupakan kode genetik yang akan diterjemahkan menjadi protein tertentu yang berfungsi sebagai pembentuk enzim yang memengaruhi reaksi metabolisme.

2) Faktor Interseluler

Faktor interseluler yang dilepaskan oleh sel untuk mengatur pertumbuhan dan perkembangan adalah hormon. Hormon pada tumbuhan disebut fitohormon. Hormon- hormon yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan sebagai berikut.

a) Auksin

Auksin diproduksi di bagian koleoptil (titik tumbuh), ujung batang, ujung akar, serta jaringan lain yang bersifat meristematis. Fungsi auksin sebagai berikut.

1. Merangsang aktivitas kambium.
2. Mencegah rontoknya daun, bunga, dan buah.
3. Merangsang pembentukan buah dan bunga.
4. Memacu pembentangan dan pembelahan sel.
5. Merangsang pemanjangan tunas ujung tanaman.
6. Membantu pembentukan buah tanpa biji (partenokarpi).
7. Merangsang pembentukan akar lateral dan serabut akar.
8. Merangsang dominansi apikal, yaitu terhalangnya pertumbuhan tunas lateral oleh adanya tunas ujung tanaman. Jika tunas ujung tersebut dipotong, tunas-tunas lateral akan tumbuh.

Aktivitas auksin dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi dan cahaya matahari. Tanaman yang semula tumbuh tegak jika direbahkan maka auksin akan terakumulasi pada sisi bawah. Hal ini mengakibatkan batang tumbuh membengkok ke atas karena terjadi ketidakseimbangan hormon auksin pada sel bagian atas dan bawah.

Aktivitas auksin akan terhambat jika terkena cahaya matahari. Jika salah satu sisi batang terkena cahaya matahari, persebaran auksin menjadi tidak merata. Akibatnya, bagian yang tidak terkena cahaya matahari dapat tumbuh lebih panjang. Hal ini karena kandungan auksin pada sisi yang terkena cahaya matahari lebih rendah daripada bagian yang tidak terkena cahaya matahari. Oleh karena itu, batang tumbuh membengkok menuju arah datangnya cahaya matahari.

b) Giberelin

Giberelin bekerja secara sinergis dengan auksin saat terjadi perkecambahan. Giberelin diproduksi di semua bagian tumbuhan. Giberelin mempunyai fungsi sebagai berikut.

1. Memacu aktivitas kambium.
2. Memperbesar ukuran buah.
3. Merangsang pertumbuhan tunas.
4. Mengakibatkan tanaman tumbuh tinggi.
5. Merangsang pertumbuhan daun dan batang.
6. Menghasilkan buah tanpa biji (partenokarpi).
7. Mengakibatkan tanaman berbunga sebelum waktunya.
8. Merangsang pembentukan enzim amilase yang berperan mengubah makanan cadangan berupa amilum menjadi glukosa. Selanjutnya, glukosa dioksidasi sehingga menghasilkan energi yang akan digunakan untuk perkecambahan biji.

c) Sitokinin

Sitokinin adalah hormon pertumbuhan yang dapat berinteraksi dengan auksin untuk memacu pembelahan sel (sitokinesis). Sitokinin diproduksi pada jaringan yang aktif membelah, misalnya akar. Fungsi sitokinin bagi tumbuhan sebagai berikut.

1. Menghambat proses penuaan.
2. Membantu perkecambahan biji.
3. Merangsang pembelahan sel (sitokinesis).
4. Merangsang pertumbuhan daun dan pucuk.
5. Menghambat efek dominansi apikal oleh auksin.
6. Merangsang pertumbuhan memanjang pada akar.

d) Etilen

Etilen diproduksi pada jaringan buah yang sudah tua, di ruas batang, dan jaringan daun tua. Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas. Hal inilah yang menyebabkan hormon etilen juga disebut gas etilen. Fungsi etilen bagi tumbuhan sebagai berikut.

1. Mempertebal pertumbuhan batang.
2. Memacu proses pematangan buah.
3. Merangsang pengguguran daun dan bunga.

Selain bekerja sendiri, hormon etilen juga dapat berinteraksi dengan hormon lain sehingga memiliki fungsi khusus sebagai berikut.

1. Hormon etilen berinteraksi dengan giberelin untuk mengatur perbandingan antara bunga jantan dengan bunga betina yang terbentuk.
2. Hormon etilen berinteraksi dengan auksin untuk memacu pembungaan, misalnya pada nanas dan mangga.

e) Asam Absisat

Asam absisat diproduksi pada daun, batang, dan buah yang masih muda. Kerja asam absisat berlawanan dengan auksin dan giberelin. Fungsi asam absisat bagi tumbuhan sebagai berikut.

1. Menunda pertumbuhan (dormansi).
2. Memacu pengguguran bunga dan buah.
3. Menghambat pembelahan dan pembentangan sel.
4. Merangsang penutupan stomata selama tumbuhan kekurangan air.
5. Memacu pengguguran daun pada musim kemarau sehingga mengurangi penguapan.

f) Asam Traumalin (Hormon Luka)

Tanaman mampu memperbaiki kerusakan atau luka yang terjadi pada tubuhnya (regenerasi). Kemampuan ini dipengaruhi oleh hormon luka (asam traumalin). Hormon ini berfungsi merangsang pembelahan sel pada bagian jaringan tumbuhan yang terluka sehingga jaringan yang rusak akan digantikan dengan jaringan baru.

g) Kalin

Kalin adalah hormon yang berfungsi merangsang pembentukan organ pada tumbuhan. Berdasarkan organ yang dibentuk, kalin dapat dibedakan menjadi rizokalin, kaulokalin, filokalin, dan antokalin.

1. Rizokalin berperan merangsang pembentukan akar.
2. Kaulokalin berperan merangsang pembentukan batang.
3. Filokalin berperan merangsang pembentukan daun.
4. Antokalin berperan merangsang pembentukan bunga.

b. Faktor Eksternal​

Faktor eksternal merupakan faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan yang berasal dari luar tubuh tumbuhan. Faktor-faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan di antaranya air, cahaya, kelembapan, nutrien,
suhu, oksigen, dan nilai pH (tingkat keasaman).

1) Air

Air berfungsi sebagai pelarut universal, menentukan laju fotosintesis, membantu proses perkecambahan biji, sebagai medium berbagai reaksi enzimatis, dan mengangkut unsur hara maupun hasil fotosintesis.

2) Cahaya

Tumbuhan membutuhkan cahaya karena berperan penting dalam proses fotosintesis. Tanpa cahaya, tumbuhan tidak dapat menghasilkan makanan. Cahaya juga memengaruhi pertumbuhan suatu tumbuhan. Jika cahaya yang diterima berlebihan, dapat merusak auksin dan klorofil sehingga menghambat pertumbuhan pada tumbuhan. Sebaliknya, jika tanaman kekurangan cahaya dapat mengalami etiolasi, yaitu tumbuhan berwarna pucat, batang bersifat lemah dan kurus, serta daun tidak berkembang akibat kekurangan klorofil.

3) Kelembapan

Tanah dengan kelembapan cukup dapat meningkatkan penyerapan air sehingga mampu mempercepat pertumbuhan tanaman dan membantu perkecambahan biji.

4) Nutrien

Tumbuhan memerlukan nutrien sebagai sumber energi dan sintesis berbagai komponen sel. Pada umumnya, nutrien diperoleh dari dalam tanah. Akan tetapi, ada pula tumbuhan yang mendapatkan nutriennya dari serangga yang terjerat di perangkapnya. Tumbuhan ini disebut insektivora, contohnya kantong semar (Nepenthes sp.).

5) Suhu

Suhu optimum yang diperlukan tumbuhan sekitar 10°C–38°C. Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghambat pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

6) Oksigen

Oksigen diperlukan untuk proses respirasi aerob. Melalui proses tersebut, tumbuhan dapat memperoleh energi untuk pertumbuhannya. Tumbuhan yang kekurangan oksigen dapat mengalami kematian.

7) Nilai pH

Secara umum, agar tumbuhan dapat tumbuh dengan ideal, tanah harus memiliki pH 6,5–7,5. Namun, ada tumbuhan yang mampu hidup pada tanah asam, misalnya kentang (pH 5,0–6,5) dan ada tumbuhan yang hidup pada tanah basa, misalnya tumbuhan paku (pH 7,08–8,00).

 

Pengelompokan Ekosistem Berdasarkan Asal dan Letak Geografisnya

Materi  Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan serta Manusia