Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Biologi Kelas 12 | Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Konsep Pertumbuhan dan Perkembangan

  • Pertumbuhan adalah peristiwa perubahan biologis yang terjadi pada seluruh makhluk hidup berupa pertambahan ukuran volume, tinggi dan massa yang bersifat irreversible 
  • Pertumbuhan dinyatakan dalam kuantitatif
  • Perkembangan adalah proses menuju tercapainya kedewasaan ditandai dengan kematangan fungsional organisme menjadi lebih sempurna
  • Perkembangan dinyatakan dalam kualitatif
  • Pertumbuhan dan perkembangan tidak bisa dipisahkan, dua hal ini berproses secara bersamaan
  • Pertumbuhan makhluk hidup secara umum dari fase awal hingga kematian jika digambarkan dalam bentuk grafik akan membentuk garis lengkungan yang menyerupai huruf  'S' atau disebut grafik sigmoid
  • grafik sigmoid secara umum dapat bedakan menjadi 4 fase, yaitu:
    1. fase log
    2. fase eksponen
    3. fase stasioner
    4. fase perlambatan (kematian)
Kurva Grafik Sigmoid [sumber: Sembiring, 2009]

Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

    Pertumbuhan pada tumbuhan bersifat tidak terbatas (terus-menerus) diakibatkan tumbuhan ini memiliki sekelompok sel yang aktif membelah terus-menerus secara mitosis sehingga menyebabkan pertambahan ukuran pada tumbuhan. Sekelompok sel itu merupakan penyusun jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan embrional yang sel-selnya kecil dan berdinding tipis, tanpa vakuola tengah dan tidak ada ciri-ciri khusus. Jaringan ini dapat ditemukan pada ujung-ujung titik tumbuh yaitu ujung akar dan ujung batang.

Biji (Semen)

Tjitrosoepomo (2016) menyatakan biji adalah perkembangbiakan yang utama, karena biji mengandung calon tumbuhan baru (lembaga). Dengan dihasilkan biji, tumbuhan dapat mempertahankan jenisnya, dan dapat pula terpencar ke lain tempat. Biji adalah organ yang hanya dihasilkan oleh kelompok tumbuhan berbiji (spermatophyta). Berdasarkan jumlah kotiledonnya, biji dapat dikelompokan menjadi biji berkeping satu (monocotyledoneae) dan biji berkeping dua (dicotyledoneae).
      Tjitrosoepomo (2016) mengelompokan struktur morfologi biji menjadi kulit biji (spermodermis), tali pusar (funiculus) dan inti biji atau isi biji (nucleus seminis). Kulit biji berfungsi untuk melindungi biji dari lingkungan luar saat biji memasuki masa dormansi, tali pusar merupakan bagian yang menghubungkan biji dengan tembuni atau disebut sebagai tangkai biji, sedangkan  inti/isi biji merupakan bagian yang terdapat dalam kulit biji yang terdiri atas lembaga (embrio) dan putih lembaga (albumen).
    Lembaga adalah calon tumbuhan baru serta dapat dikelompokan menjadi tiga bagian utama, yaitu akar lembaga (calon akar = radikula), daun lembaga (cotyledon) dan batang lembaga (cauliculus). Cauliculus dibedakan menjadi epikotil dan hipokotil. Untuk lebih memahaminya, perhatikanlah struktur biji dari tumbuhan monokotil dan dikotil berikut ini !

Struktur Morlogi Biji Kacang Merah (Dikotil)
[sumber: dimasupdate.blogspot.com]

Struktur Morfologi Biji Jagung (Monokotil)
[sumber: kawanalam79.blogspot.com]

Kecambah (Plantula)

Kecambah adalah tumbuhan baru yang dihasilkan dari proses perkecambahan. Perkecambahan itu sendiri merupakan suatu proses dimana telah berakhirnya masa dormansi (istirahat) biji. Masa dormansi tidak berarti biji mati, tetapi sel-sel penyusun sedang tidak aktif membelah. Faktor-faktor yang memengaruhi perkecambahan terdiri dari air, suhu dan oksigen.

Perkecambahan Epigeal dan Hipogeal
[sumber: torajafarmer.wordpress.com]


Proses fisiologis perkecambahan ditandai dengan proses sebagai berikut:
  1. Masuknya air ke dalam biji atau disebut imbibisi (proses fisika). Imbibisi berarti minum, dimana air menembus lapisan kulit biji
  2. Pembebasan hormon giberelin (GA) oleh air sebagai sinyal pada aleuron untuk menyekresikan enzim
  3. Enzim digunakan untuk biokatalisator dalam metabolisme biji
  4. Enzim amilase akan memecah pati menjadi maltosa, maltosa menjadi glukosa oleh maltase, dan glukosa digunakan untuk sumber energi. Energi yang dihasilkan akan digunakan untuk tumbuh dan berkembang. Selain itu, protein dipecah menjadi asam-asam amino untuk penyusun struktur sel dan enzim-enzim serta lemak dipecah menjadi asam lemak dan gliserol.
Gambar Fisiologis Perkecambahan [sumber: novarin88.blogspot.com]

Pertumbuhan Primer

Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang terjadi akibat aktivitas meristem apikal. Pertumbuhan ini disebut juga sebagai pertumbuhan secara vertikal atau memanjang. Proses pemanjangan ini diakibatkan oleh aktivitas sel-sel jaringan meristem apikal yang membelah terus-menerus secara mitosis. Pertumbuhan primer dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut auksanometer. Pertumbuhan primer terjadi di ujung-ujung titik tumbuh meliputi ujung akar dan ujung batang yang masing-masing terdiri dari 3 fase, yaitu fase pembelahan, fase pemanjangan dan fase diferensiasi.

1. Pertumbuhan ujung akar
  
Gambar Anatomi dan Pertumbuhan Ujung Akar [sumber: novarin88.blogspot.com] 

    • Titik ujung akar dilindungi oleh kaliptra (tudung akar)
    • Fase pembelahan tersusun dari kumpulan sel yang berukuran kecil, berdinding tipis, bentuk beragam, dan sel-selnya aktif membelah secara cepat
    • Fase pemanjangan sel terletak di belakang zona pembelahan, sel-selnya memanjang sampai berukuran sepuluh kali panjang semula sehingga mendorong ujung akar. Sel-sel penyusunnya tampak berbeda baik ukuran maupun bentuknya.
    • Fase diferensiasi sel menunjukkan perbedaan bentuk dan ukuran sel-sel yang semakin jelas. Dinding sel mengalami penebalan karena terjadi penimbunan substansi material di bagian dalamnya. Pada zona ini, terjadi proses organogenesis dan lapisan epidermis akar telah memiliki rambut-rambut akar untuk menyerap garam-garam mineral dari dalam tanah.
    • Meristem apikal akan menjadi meristem primer yang menghasilkan protoderm, prokambium dan meristem dasar
    • Protoderm  (paling luar) akan menjadi epidermis
    • Prokambium (paling dalam) akan menjadi stele yang terdiri atas perisikel, xilem dan floem
    • Meristem dasar (antara protoderm dan prokambium) akan menjadi sel-sel parenkim pengisi korteks
2. Pertumbuhan ujung batang 

Gambar Anatomi dan Pertumbuhan Ujung Batang [sumber: novarin88.blogspot.com]
 
    • Titik tumbuh batang merupakan bagian jaringan meristem ujung batang dengan tunas berupa kuncup
    • Pertumbuhan meristem apikal akan menjadi meristem primer yang terdiri dari protoderm, prokambium, dan meristem dasar
    • Fase pembelahan memiliki sel-sel yang meristematik dan juga memiliki bakal daun. Permukaan bawah bakal daun lebih cepat tumbuh dibandingkan dengan permukaan atas sehingga dauan muda melengkung menutupi ujung titik tumbuh
    • Fase pemanjangan sel-selnya mengalami pemanjangan dan pembesaran serta pada bagian ini mulai terlihat jaringan calon pembuluh
    • Fase diferensiasi sel-sel mengalami diferensiasi sehingga terbentuk beberapa lapisan jaringan dengan struktur yang berbeda, seperti epidermis, korteks, floem dan xilem

Pertumbuhan Sekunder

    Pertumbuhan sekunder disebut juga pertumbuhan horizontal atau melebar. Pertumbuhan ini hanya dapat terjadi pada kelompok Gymnospermae dan juga dikotil. Hal ini diakibatkan  adanya hasil pembelahan jaringan meristem sekunder yaitu kambium pembuluh dan kambium gabus (felogen). Tumbuhan monokotil tidak mengalami pertumbuhan sekunder kecuali monokotil berkayu khususnya Agave, Aloe, Dracaena, Pandanus dan Yucca.

Gambar Pertumbuhan Sekunder Batang [sumber: kumpulanmateripelajaranpoputer1035.blogspot.com]

Jaringan kambium pembuluh terletak di antara jaringan pembuluh xilem dan pembuluh floem. Jaringan kambium pembuluh mudah diamati dan dibedakan dengan jaringan lainnya. Kambium berupa lapisan lendir licin yang sel-selnya membelah secara radial, yaitu membelah ke arah dalam membentuk xilem sekunder dan membelah keluar membentuk floem sekunder. 

Gambar Pertumbuhan Primer dan Sekunder Batang [sumber: yuksinau.com]

    Aktivitas dari pembelahan sel-sel kambium tersebut menyebabkan terbentuknya xilem dan floem sekunder. Fungsi dari xilem dan floem sekunder akan sama seperti xilem dan floem primer. Pembelahan tersebut menyebabkan pertambahan lebar ukuran diameter batang. Pada monokotil tidak adanya aktivitas kambium, maka diameter batang tersebut akan tumbuh pada batas maksimalnya setelah itu tidak akan tumbuh melebar lagi, misalnya pada pohon kelapa.

Faktor Internal

Faktor intenal adalah faktor yang berasal dari tumbuhan itu sendiri. Faktor-faktor itu terdiri atas gen dan hormon
  1. Gen adalah unit informasi terkecil materi genetik yang berasal dari sepenggal DNA yang dibungkus oleh protein histon. Gen memiliki peranan dalam pengaturan sifat tampak individu (fenotipe) seperti biji bulat, biji kisut, batang tinggi, batang pendek dan sebagainya.
  2. Hormon adalah senyawa protein yang dihasilkan oleh tubuh untuk digunakan kembali sebagai penyokong atau penunjang proses fisiologis tubuh. Hormon pada tumbuhan antara lain auksin, giberelin, gas etilen, sitokinin, asam absisat, kalin dan asam traumalin.
 No Jenis Hormon  Fungsi Hormon 
 1 Auksin
  1. Memacu pertumbuhan memanjang pada tunas dan akar
  2. Menyebabkan diferensiasi sel menjadi xylem sehingga meningkatkan transportasi garam mineral dan air dari tanah menuju ke daun
  3. Merangsang pembentukan pembuluh floem dan xylem
  4. Merangsang aktivitas kambium
  5. Merangsang pembengkokan batang
  6. Merangsang pembentukan akar lateral (akar samping)
  7. Merangsang perkembangan bunga dan buah
  8. Digunakan dalam pembuatan buah tanpa biji (partenokarpi)
 2Giberelin
  1.  Memacu pemanjangan dan pembelahan sel
  2. Memacu perkembangan embrio pada perkecambahan
  3. Mengakhiri dormansi pada biji dan kuncup ketiak batang
  4. Merangsang pertumbuhan bunga lebih awal
  5. Memperbesar ukuran buah
  6. Berperan dalam pembentukan buah tanpa biji (partenokarpi)
  7. Merangsang pembentukan saluran polen (buluh serbuk sari)
 3  Gas Etilen
  1. Mempercepat proses pematangan buah
  2. Berperan dalam pengguguran daun
  3. Kombinasi etilen dengan auksin dapat memacu pembentukan bunga
  4. Merangsang pertumbuhan batang menjadi tebal dan kokoh
 4 Sitokinin
  1. Menghambat penuaan pada organ biji
  2. Merangsang sintesis RNA dan protein
  3. Bersama dengan auksin merangsang pembelahan sel
  4. Memacu perkembangan akar dan tunas pada kultur jaringan
  5. Menunda pengguguran daun, bunga dan buah dengan cara meningkatkan pengiriman makanan ke organ-organ tersebut
  6. Mengatur pembentukan bunga dan buah
  7. Merangsang pertumbuhan tunas aksiler yang menghasilkan percabangan lateral
  8. Menghambat dominasi apikal oleh auksin
 5 Asam Absisat
  1. Menghambat pertumbuhan
  2. Menyebabkan dormansi biji dan tunas
  3. Menyebabkan senses (kematian) pada sel, organ atau individu
  4. Menyebabkan absisi (gugurnya) daun
 6 Kalin
  1. Filokalin = memacu pertumbuhan daun
  2. Kaulokalin  memacu pertumbuhan batang
  3. Rizokalin  memacu pembentukan akar
  4. Antokalin (florigen) = memacu pembentukan bunga
 7 Asam TraumalinHormon berfungsi untuk memacu pembelahan sel pada bagian tumbuhan yang mengalami luka. Peristiwa ini dikenal sebagai penutupan luka yang hanya akan terjadi pada kelompok dikotil saja

Faktor Eksternal

Faktor eksternal adalah faktor yang berasal dari luar tumbuhan atau dari lingkungan sekitar. Faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan antara lain: nutrisi, air, derajat keasaman (pH), kadar garam, oksigen, cahaya, suhu, kelembapan, gravitasi, sentuhan, organisme parasit dan herbivora.
  1. Nutrisi 
    • Nutrisi adalah bagian terpenting dalam tumbuh dan berkembang
    • Nutrisi pada tumbuhan dapat dikelompokan berdasarkan jumlah kebutuhannya dalam tumbuhan menjadi unsur makro dan unsur mikro
    • Unsur makro adalah unsur yang dibutuhkan dalam jumlah banyak oleh tumbuhan meliputi unsur C, H, O, N, S, P, K, Ca, dan Mg
    • Unsur mikro adalah unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit oleh tumbuhan meliputi unsur Mn, Mo, Zn, Cu, Co, Ni dan Cl
  2. Air
    • Air adalah salah satu faktor penentu perkecambahan biji yang memiliki peranan penting bagi tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang
    • Beberapa fungsi air, yaitu:
      • Pelarut zat-zat yang diperlukan tumbuhan
      • Bahan dasar reaksi biokimia
      • Medium berlangsungnya reaksi metabolisme
      • Menjaga tekanan turgor dinding sel dan agar tidak kekeringan
      • Berperan dalam proses transportasi unsur hara dari tanah ke daun
      • Berperan dalam distribusi hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan
      • Proses transpirasi dan bahan utama fotosintesis
    • Apabila tumbuhan kekurangan air, maka terjadi pengaturan pada bagian stomata sehingga mengurangi transpirasi pada tumbuhan
    • Stomata pada tumbuha tertutup pada saat tumbuhan kekurangan air akibat aktivitas dari pembebasan hormon asam absisat dari sel-sel mesofil
  3. Derajat Keasaman (pH)
    • Tanah dan lingkungan yang asam akan mengakibatkan klorofil rusak sehingga terganggunya proses fotosintesis
    • Tanah bekas rawa-rawa dan tanah potsolik serta bekas tambang bauksit cenderung bersifat asam dan sedikit tumbuhan yang bisa tumbuh
    • Penelitian menunjukkan lingkungan yang memiliki perbedaan derajat keasaman akan menghasilkan warna bunga yang berbeda-beda, misalnya pada lingkungan asam, bunga yang dihasilkan cenderung akan lebih terang dari normalnya, sedangkan yang berada di lingkungan basa cenderung akan menghasilkan bunga berwarna lebih gelap dari normalnya
    • Hal tersebut dapat ditemukan pada bunga tumbuhan hortensia (Hydrangea sp.)
  4. Kadar Garam
    • Tumbuhan haruslah tumbuh dan berkembang di lingkungan dengan kadar garam normal atau yang cocok dibutuhkan oleh tumbuhan
    • Lingkungan tumbuhan tidak boleh memiliki kadar garam yang lebih tinggi dari tumbuhan karena akan menyebabkan peristiwa plasmolisis atau tumbuhan kehilangan cairan
    • Umumnya tumbuhan tidak bisa hidup di lingkungan dengan kadar garam tinggi, tetapi jenis tumbuhan halofit seperti mangrove dapat hidup pada kondisi seperti ini
  5. Oksigen
    • Oksigen dibutuhkan oleh tumbuhan untuk respirasi dan juga oksidasi makanan
    • Kebutuhan oksigen tidak hanya pada bagian di atas permukaan tanah saja, bagian permukaan tanah juga membutuhkan oksigen yaitu akar
    • Penelitian menunjukkan tanaman yang sering disiram air akan kekurangan oksigen
    • Tanah liat dan rawa-rawa merupakan lingkungan yang minim akan oksigen, sehingga tumbuhan seperti bakau (Rhizopora sp.) akan memiliki akar alternatif untuk memenuhi kebutuhan oksigen yang disebut akar napas.
  6. Cahaya
    • Cahaya matahari digunakan oleh tumbuhan untuk proses asimilasi makanan (fotosintesis) dengan menguraikan molekul air
    • Cahaya juga berperan dalam menghambat pertumbuhan tumbuhan dimana akan merusak hormon auksin
    • Hal ini bisa dibuktikan dengan melakukan percobaan perkecambahan di tempat gelap dan terang
    • Tumbuhan dari tempat gelap akan lebih panjang dari tempat terang karena auksin bekerja secara maksimal tanpa dirusak oleh cahaya
    • Pertumbuhan lebih cepat tersebut di lingkungan gelap disebut etiolasi
  7. Suhu
    • Suhu optimal akan membuat proses metabolisme berjalan dengan lancar
    • Pada umumnya, tumbuhan akan tumbuh baik pada suhu optimum antara 10-38 derajat Celcius
    • Tumbuhan tidak dapat tumbuh di bawah suhu nol dan di atas suhu 40 derajat Celcius
  8. Kelembapan
    • Kelembapan udara maupun tanah berkaitan dengan ketersediaan air
    • Kelembapan tanah ditentukan oleh kandungan zat organik
    • Tanah yang gembur mampu menyerap air sehingga akan selalu terjaga kelembapannya
    • Tumbuhan yang memiliki adaptasi terhadap kelembapan tinggi antara lain kaktus dan kelapa
  9. Gravitasi
    • Pertumbuhan pada tumbuhan akan memperlihatkan respons terhadap gravitasi
    • Pertumbuhan akar menunjukkan respons gravitasi positif
    • Pertumbuhan tunas menunjukkan respons gravitasi negatif
    • Hal ini bisa dilihat apabila tumbuhan ditanam secara miring, maka tunas akan membengkok ke atas dan akar akan membengkok ke bawah
    • Peristiwa ini karena tumbuhan mampu mengindra gravitasi akibat pengendapan statolit pada sel tudung akar
  10. Sentuhan
    • Sentuhan akan menghambat pertumbuhan sel-sel sehingga terbentuk perbedaan laju pertumbuhan sel-sel
    • Hal ini dapat dilihat pada bagian dari modifikasi daun dan batang yang disebut dengan sulur
    • Sulur akan melilit apabila mengenai benda yang akan dililit
    • Proses melilitnya sulur mengindikasikan perbedaan kelajuan pertumbuhan pada bagian yang tersentuh dan tidak tersentuh
  11. Organisme Parasit dan herbivora
    • Organisme parasit terdiri dari virus, bakteri dan jamur
    • Organisme parasit ini akan mengambil sari makanan dari tumbuhan inang sehingga proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan inang terganggu
    • Herbivora adalah kelompok pemakan tumbuh-tumbuhan, misalnya ulat, belalang, kambing, sapi dan lainnya. Keberadaan hewan-hewan ini akan mengganggu proses pertumbuhannya
    • Beberapa tumbuhan juga melengkapi diri dengan duri-duri dan juga senyawa kimiawi yang bersifat racun bagi herbivora

Latihan Mandiri


Referensi

  1. Irnaningtyas (2015). Biologi untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.
  2. Kimball, John W. (2017). Biologi Jilid 1. Edisi Kelima. Terjemahan Tjitrosomo & Sugiri. Jakarta: Erlangga.
  3. Tjitrosoepomo, Gembong (2016). Morfologi Tumbuhan. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Dewanto
Dewanto Owner of this blog, He continued his study in Biology Education Department at Maritime Raja Ali Haji University. Besides, he actives on writing popular sciences articles in Warstek Media

Post a Comment for "Biologi Kelas 12 | Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan"