pertrumbuhan dan perkembangan

BAB 1

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN

  

1.  Perkecambahan

   Perkecambahan merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan embbrio. Hasil perkecambahan ini adalah munculnya tumbuhan kecil dari dalam biji.

Berdasarkan letak kotiledon pada saat berkecambah , di kenal dua macam tipe perkecambahan yaitu :

a.  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).

Perkenambahan epigeal pada kacang hijau

b. 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).

Perkecambahan hipogeal

2.     Pertumbuhan (growth)

   Pertumbuhan merupakan  proses penambahan ukuran (volume, massa, tinggi, atau panjang) yang permanen dan bersifat tidak baik (irreversibel), biasanya juga terjadi penambahan komponen-komponen yang bersifat padat, meningkatnya berat kering, dan jumlah sitoplasma. Pertumbuhan bersifat kuantitatif, artinya dapat dinyatakan dengan satuan bilangan.

3. Perkembangan (development)

   Pertumbuhan dalam bentuk dan kompleksitas yang teradi selama pertumbuhan, dan merupakan proses menuju kelewasaan pada makhluk hidup. Proses ini bersifat kualitatif, artinya tidak dapat dinyatakan dengan bilangan dan pertumbuhan di tandai dengan memiliki alat kelamin.

4.  Faktor –faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan yaitu :

A.   Faktor luar

        Faktor luar adalah materi atau hal-hal yang terdapat diluar tanaman yang berdampak pada tanaman itu, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Termasuk ke dalam faktor luar adalah cahaya, temperatur, air, garam-garam mineral, iklim, gravitasi bumi, dan lain-lain.

1.     Nutrisi

     Nutrisi merupaka bahan baku utama bagi organisme untuk proses perumbuhan dan perkembangn. Pertambahan massa yang terjadi energi yang di pakai dalam pertumbuhan. Semuanya berasal dari nutrisi , air, serta gas CO₂ melalui proses fotosintesis dan metabolisme secara umum.

Nutrien	Bentuk yang tersedia	Fungsi utama	Gejala kekurangan
Mikronutrien
Carbon (C)	CO2 (udara)	penyusun bahan organik (karbohidrat, lemak, protein, enzim, dan turunannya)	pertumbuhan dan metabolisme terhambat, akhirnya mati
Hidrogen (H)	H2O (air)	penyusun bahan organik (karbohidrat, lemak, protein, enzim, dan turunannya)	pertumbuhan dan metabolisme terhambat, akhirnya mati
Oksigen (O)	O2 (udara), H2O (air)	penyusun bahan organik (karbohidrat, lemak, protein, enzim, dan turunannya)	pertumbuhan dan metabolisme terhambat, akhirnya mati
Fosforus (F)	H2PO4-, HPO42-	penyusun asam nukleat, fosfolipid membran sel, ATP, NADP, koenzim	pertumbuhan terhambat, daun berwarna hijau tua , daun berbercak kemerahan, ada bagian yang mati
Kalium (K)	K+	kofaktor atau aktifator enzim dalam sintesis protein dan metabolisme karbohidrat, untuk menjaga keseimbangan ion	perubahan karbohidrat terhambat, daun bercak-bercak kuning
Nitrogen (N)	NO3-, NH4+ dari tanah	penyusun asam amino , protein, asam nukleat, klorofil, hormon, dan enzim	pertumbuhan terhambat, daun pucat dan kuning
Sulfur (S)	SO42-	penyusun asam amino sistein dan metionin, koenzim-A dan beberapa vitamin : tiamin dan biotin	daun mengalami klorosis (menguning)
Kalsium (Ca)	Ca2+	menjaga permeabilitas membran, membentuk garam asam pektat dalam lamela tengah, kofaktor enzim dalam metabolisme karbohidrat	pertumbuhan terhamabat, klorosis, gangguan aktivitas meristem ujung, dan akhirnya mati
Magnesium (Mg)	Mg2+	penyusun klorofil dan kofaktor enzim dalam metabolisme karbohidtrat	klorosis dari batang bawah dan dari ujung daun , pucat, lalu mati
Mikronutrien
Besi (fe)	Fe3+, Fe2+	berperan dalam pembentukan klorofil ; merupakan komponen penting enzim sitokron, peroksidase, dan katalase	klorosis , daun menjadi kuning, pucat dan mati
Boron (B)	BO3-, B4072-	berperan dalam translokasi glukosa	ujung batang mengering dan daun rusak
Mangan (Mn) Molibdenum (Mo)	Mn2+, MoO42-	komponen enzim yang mereduksi nitrat menjadi nitrit, penting untuk fikasasi N pada bakteri	pertumbuhan terhambat
Zink (Zn)	Zn2+	dibutuhkan dalam sintesis triptofan (prekursor auksin), aktifator beberapa enzim dehidrogenase, dan berperan dalam sintetis protein	ukuran daun dan panjang ruas-ruas menjadii berkurang
Tembaga (Cu)	Cu2+	berperan dalam transfer elektron di dalam kloroplas ; komponen enzim yang berperan dalam reaksi redoks	daun muda berwarna hijau tua , daun berguguran
Klorin (Cl)	Cl-	aktifator fotosintesis dan kesetimbangan ionik	daun layu kemudian klorosis, akar pendek, dan menebal

2.    Cahaya

     Cahaya mutlak diperlukan oleh semua tumbuhan hijau untuk melakukan fotosintesis, tetapi pengaruhnya terhadap pertumbuhan perkecambahan tumbuhan adalah menghambat, karena cahaya dapat menyebabkan terurainya auxin sehingga dapat menghambat pertumbuhan. Hal ini dapat dibuktikan apabila kita meletakkan dua kecambah, yang satu di tempat gelap dan yang lain di tempat terang. Dalam jangka waktu yang sama, kecambah di tempat gelap tumbuh lebih cepat tetapi tidak normal. Pertumbuhan yang amat cepat di dalam gelap ini disebut etiolasi.

Berdasarkan panjang dan intensitas penyinaran, tumbuhan dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu:

·           Tumbuhan berhari pendek (shortday plant) : Berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih pendek daripada periode kritis. Contohnya: strawberry, dahlia, aster, dan krisatinum.

·           Tumbuhan berhari panjang (longday plant) : berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih panjang daripada periode kritis. Contohnya: bayam selada, gandum, dan kentang.

·           Tumbuhan netral (dayneutral plant) : Tidak dipengaruhi oleh lamanya periode penyinaran. Contoh: mawar, anyer, dan bunga matahari.

3.    Suhu

     Secara umum, suhu akan berpengaruh terhadap kerja enzim. Bila suhu terlalu tinggi, enzim akan rusak,  dan bila suhu terlalu rendah enzim menjadi tidak aktif.

4.    Kelembaban atau kadar air

Kelembapan udara mempenagruhi proses penguapan air yang berhubungan dengan penyerapan nutrien. Jika kelembapan udara rendah, penguapan akan meningkat sehinggga penyerapan nutrien pun semakin banayk Sampai pada batas-batas tertentu, makin tinggi kadar air, pertumbuhan akan makin cepat. Karena lebih banyak kadar air yang diserap dan lebih sedikit yang diuapkan, akan menyebabkan pembentangan sel-sel, dengan demikian sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimalnya.

B. Faktor dalam

       Selain faktor genetik, yang termasuk faktor-faktor dalam adalah hormon-hormon yang terlibat dalam pertumbuhan tanaman. Hormon merupakan substansi yang dihasilkan oleh tumbuhan, biasanya dalam jumlah yang sangat sedikit yang berfungsi secara fisiologis mengendalikan arah dan kecepatan tumbuh bagian-bagian dari tumbuhan.

a. Gen

      Gen penentu pertumbuhan dan perkembangan terdapat di dalam sel. Sel merupakan kesatuan hereditas karena di dalamnya terdapat gen yang bertanggung jawab dalam pewarisan sifat keturunan. Gen uga berperan sebagai pembawa kode untuk pembentukan protein, enzim, dan hormon. Informasi genetik pada gen mengendalikan terbentuknya sifat penampakan secara fisik (fenotip) melalui interaksinya dengan faktor lingkungan.

b. Hormon

      Hormon tumbuhan pertama kali sitemukan oleh ahli botani asal belanda yang bernama Went pada tahun 1926. Hormon tumbuhan adalah suatu senyawa organik yang di buat pada suatu bagian tumbuhan dan kemudian di angkut ke bagian lain, yang dengan konsentrasi rendah menyebabkan suatu dampak fisiologis. Peran hormon adalah merangsang pertumbuhan, pembelahan sel, pemanjangan sel, dan ada yang menghambat pertumbuhan.

                   Hormon tumbuhan terbagi menjadi beberapa jenis yaitu :

·             Auksin :

Auksin dibentuk oleh ujung batang dan ujung akar. Auksin yang dihasilkan oleh ujung batang akan mendominasi pertumbuhan batang utama, sehingga pertumbuhan cabang relatif sedikit. Keadaan ini dikenal dengan istilah dominansi apikal (apical dominance). Dengan memotong ujung batang, dominansi apikal akan hilang, sehingga pertumbuhan cabang-cabang batang berjalan dengan baik. Auksin dapat terurai bila terkena cahaya. Bila suatu koleoptil dikenai cahaya dari samping, maka bagian koleoptil yang terkena cahaya auksinnya akan terurai sehingga pertumbuhannya lebih lambat daripada bagian koleoptil yang tidak terkena cahaya. Akibatnya koleoptil akan tumbuh membelok ke arah datangnya sinar.

·             Giberelin :

 Hormon ini berfungsi mengatur pemanjangan batang (ruas batang), juga pertumbuhan pucuk dan pembentukan buah. Secara umum fungsi giberelin adalah untuk merangsang pertumbuhan meraksasa dan terbentuknya buah tanpa biji (partenokarpi).

·             Sitokinin :

Hormon tumbuhan ini mempengaruhi pertumbuhan, pengaturan pembelahan sel, dan pemanjangan sel. Konsentrasi sitokinin dan auksin yang seimbang merupakan hal yang sangat penting dalam pertumbuhan tanaman. Sitokinin sendiri tampaknya mempunyai peranan dalam memperpanjang usia jaringan.

·             Asam Absisat (= dormin) :

Asam absisat ditemukan pada umbi-umbian dan biji-biji yang dorman, beberapa jenis buah-buahan, daun, dan jaringan tumbuhan lain. Secara fungsi asam absisat adalah mempercepat penuaan daun, merangsang pengguguran daun, dan memperpanjang masa dormansi (menghambat perkecambahan biji).

·             Gas etilen :

Buah yang sudah tua menghasilkan gas etilen yang dianggap sebagai hormon yang dapat mempercepat pemasakan buah yang masih mentah. Gas etilen meningkatkan respirasi sehingga buah yang asalnya keras dan masam, menjadi empuk dan berasa manis.

·             Kalin:

Kalin adalah hormon yang merangsang pembentukan organ tubuh. Berdasarkan organ yang dibentuknya, kalin dibedakan atas:

Ø  Kaulokalin : merangsang pembentukan batang

Ø  Rhyzokalin : merangsang pembentukan akar. Sekarang telah diketahui bahwa rhyzokalin identik dengan vitamin B1 (thiamin)

Ø  Filokalin : merangsang pembentukan daun

Ø  Antokalin : merangsang pembentukan bunga

·             Asam traumalin :

Batang atau akar tumbuhan dapat mengalami luka. Tumbuhan memiliki kemampuan untuk memperbaiki bagian yang luka, disebut daya restitusi atau regenerasi. Peristiwa ini terjadi dengan bantuan hormon luka atau kambium luka atau asam traumalin. Lukaluka yang terjadi dapat tertutup kembali dengan membentuk jaringan kalus dan jaringan yang rusak dapat diganti dengan yang baru. Bahkan dari luka pada bagian tertentu dari tubuh tumbuhan dapat tumbuh tunas baru.

5.   Macam-macam pertumbuhan

1.  Pertumbuhan primer

          Sel-sel yang bersifat embrionik, yaitu selalu membelah, di sebut sel-sel maristem. Sel-sel maristem menyebutkan batang dan akar tumbuh memanjang. Proses pertumbuhan ini di sebut pertumbuhan primer. Pertumbuhann primer batang dapat di ukur secara kuantitatif dengan akal auksanometer.

          Kumpul sel yang membentuk embrio di sebut jaringan embrional atau jaringan meristem.

          Ada 3 bagian penting eembrio yaitu :

a.    Tunas embrionik :

Calon batang dan daun yang nantinya dapat tumbuh dan berkembang menghasilkan bunga dan buah.

b.    Akar embrionik :

Bakal akal di mana awal pertumbuhan organ pertama yang terbentuk adalah radikula. Radikula merupakan akar primer yang berasal dari akar embrionik.

c.    Kotiledon :

Kotiledon dan keping cadangan makanan yang cukup untuk pertumbuhan dan perkembangan embrio hingga terbentuk daun.

        Berdasarkan aktivitasnya, daerah pertumbuhan pada ujung akar di belakang maristem apikal di bedakan menjadi :

Ø   Daerah pembelahan : terdapat di bagian ujung akar dan di lindungi oleh tudung akar dari kerusakan dan gesekan di dalam tanah. Sel-selnya sangat aktif mengalami mitosis sehingga dengan cepat menjadi berlipat ganda .

Ø   Daerah perpanjangan : sel terletak di belakang daerah pembelahan, sel-selnya mengalami penambahan volume sehingga akan cepat memanjang.

Ø   Daerah diferensiasi : sel-sel akan berdeferensiasi membentuk lapisan epidermis, pembuluh angkut (floem dan xilem ) dan bulu-bulu akar.

2.  Pertumbuhan sekunder

        Pertumbuhan sekunder berlangsung pada tanaman menahun, yaitu tanaman bekayu yang merupakan pertumbuhan dikotil.

        Jaringan kambium memiliki kemampuan membelah secara mitosis. Sel kambium membelah ke arah luar, akan membentuk sel floem dan yang dalam tetap sebagai kambium sebaliknya, jika sel kambium membelahh ke arah dalam, sel akan membentuk xilem dan yang luar tetap sebagai kambium. Jadi, selama proses pembelahan ini, jaringan kambium tetap di pertahankan.

        Xilem dan floem yang terbentuk dari aktifitas kambium ini di sebut xilem sekunder dan floem sekunder