FAKTOR YANG MEMENGARUHI PERTUMBUHAN TUMBUHAN (XII IPA/IPS)

                                Faktor Yang Memengaruhi Pertumbuhan

Faktor Internal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan

1.    Genetik (hereditas)

Gen adalah faktor pembawa sifat menurun yang terdapat dalam sel makhluk hidup. Gen bekerja untuk mengkodekan aktivitas dan sifat yang khusus dalam pertumbuhan dan perkembangan

2.    Enzim

Enzim merupakan suatu makromolekul (protein) yang mempercepat suatu reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup(Biokatalisator). Suatu rangkaian reaksi dalam tubuh makhluk hidup tidak dapat berlangsung hanya melibatkan satu jenis enzim.Perbedaan jenis gen menyebabkan terjadinya perbedaan respons pertumbuhan terhadap kondisi lingkungan yang sama

3.    Hormon (fitohormon)

Hormon merupakan zat pengatur tumbuh, yaitu molekul organik yang dihasilkan oleh satu bagian tumbuhan dan ditransportasikan ke bagian lain yang dipengaruhinya.Hormon dalam konsentrasi rendah menimbulkan respons fisiologis.

Terdapat 2 kelompok hormon yaitu :

a. Hormon pemicu pertumbuhan (auksin, Giberelin dan sitokinin)

b. Hormon penghambat pertumbuhan (asam absisat, gas etilen, hormon kalin dan asam traumalin

1. Hormon Auksin

Asal kata : Bahasa Latin Penemu : Fritz Went (peneliti asal belanda) Objek penelitian : Rumput (Avena sativa) Hasil penelitian : mengekstraks zat pengatur fototropisme pada tumbuhan rumput Kesimpulan : auksin banyak diproduksi di jaringan meristem. Kadar auksin dipengaruhi oleh cahaya matahari, dan auksin mempengaruhi percepatan pembelahan sel pada daerah meristem apikal Struktur auksin Struktur yang paling dikenal adalah IAA (Indol Acetik acid), yang mirip dengan asam amino triptophan. Aktivitasnya dihambat oleh cahaya matahari Auksin disintesis di meristem apikal, daun-daun muda dan biji.

Fungsi hormon Auksin:

a.    Merangsang pemanjangn sel pada daerah titik tumbuh

b.    Merangsang pembentukkan akar Merangsang pembentukkan buah tanpa biji (partenokarpi)

c.    Merangsang differensiasi jaringan pembuluh Merangsang absisi (pengguguran pada daun)

d.    Berperan dalam dominansi apikal

2.    Hormon Giberelin

Asal kata : Bahasa Latin Penemu : Ewiti. Kurosawa Objek penelitian : Tanaman padi (Oryza sativa) yang terkena penyakit foolish seedling (tanaman pucat dan luar biasa panjang) dan jamur Gibberella fujikuroi Hasil penelitian : mengisolasi giberelin dari jamur Gibberella fujikuroi, yang diberi nama giberelin (GA/Giberelic acid) Kesimpulan : pemanfaatan giberelin secara umum menyebabkan pertumbuhan raksasa.

Fungsi Giberelin:

a.    Merangsang pemanjangan batang dan pembelahan sel

b.    Merangsang perkecambahan biji

c.    Memecah dormansi biji

d.    Merangsang pembungaan dan pembuahan

 

3.    Hormon Sitokinin

Asal kata : Bahasa Latin Penemu : Van Overbeek Objek penelitian : pertumbuhan embrio dan air kelapa muda Hasil penelitian : mengisolasi zat yang menyebabkan pembelahan sel (sitokinesis) yang disebut kinetin. Jenis : Kinetin, Zeatin (pada jagung) benzil amino purin. Kesimpulan : pemanfaatan sitokinin secara umum menyebabkan pertumbuhan tunas-tunas samping (lateral) sehingga tanaman menjadi rimbun.

Fungsi Sitokinin:

a.    Bersama auksin, dan giberelin merangsang pembelahan dan pemanjangan sel

b.    Menghambat dominansi apikal oleh auksin

c.    Merangsang pertumbuhan kuncup lateral

d.    Merangsang pemanjangan titik tumbuh

e.    Mematahkan dormansi biji serta merangsang pertumbuhan embrio

f.     Merangsang pembentukan akar cabang Menghambat pertumbuhan akar adventive

g.    Menghambat proses penuaan (senescence) daun, bunga dan buah dengan cara mengontrol proses kemunduran yang menyebabkan kematian sel-sel daun

4.Hormon Asam Absisat (ABA)

Asal kata : Bahasa Latin Penemu : P.F. Wareing dan F.T. Addicott Objek penelitian : buah kapas. Hasil penelitian : Mendorong terjadinya perontokkan (absisi) pada tumbuhan Jenis : Kinetin, Zeatin (pada jagung) benzil amino purin. Kesimpulan : hormon yang menyebabkan kerontokan pada daun dan buah.

Fungsi Hormon Asam Absisat (ABA):

a.    Mengurangi kecepatan pembelahan dan pemanjangan di daerah titik tumbuh

b.    Memacu pengguguran daun pada saat kemarau untuk mengurangi penguapan air

c.    Membantu menutup stomata daun untuk mengurangi penguapan

d.    Mengurangi kecepatan pembelahan dan pemanjangan sel bahkan menghentikannya

e.    Memicu berbagai jenis sel tumbuhan untuk menghasilkan gas etilen

f.     Memacu dormansi biji agar tidak berkecambah

5. Hormon gas etilen

Asal kata : Bahasa Latin Penemu : R. gene (1934) Objek penelitian : buah yang masak. Hasil penelitian : Gas etilen mempercepat pemasakan buah Jenis : hormon tumbuhan yang berbentuk gas. Kesimpulan : Pembentukkan gas etilen dipengaruhi oleh O₂ dan dihambat oleh CO_2.

Fungsi hormon gas etilen:

a.    Mempercepat pematangan buah

b.    Menghambat pemanjangan akar, batang dan pembungaan

c.    Menyebabkan pertumbuhan batang menjadi kokoh dan tebal

d.    Merangsang proses absisi Interaksi antara etilen dengan auksin

e.    Memacu proses pembungaan Interaksi antara etilen dengan giberelin

f.     Mengontrol rasio bunga jantan dengan bunga betina pada tumbuhan monoceus

6. Hormon Luka/Kambium luka/Asam traumalin

 Hormon yang merangsang sel-sel daerah luka menjadi bersifat meristematik sehingga mampu mengadakan penutupan bagian yang luka Vitamin B12 9riboflavin), piridoksin (vit. B6) asam ascorbat (vit. C), thiamin (vitamin B1), asam nikotinat merupakan jenis vitamin yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan pertumbuhan dan perkembangan Vitamin berperan sebagai kofaktor

7. Hormon Kalin

Dihasilkan pada jaringan meristem. Memacu pertumbuhan organ tubuh tumbuhan Jenisnya adalah:

a. Fitokalin : memacu pertumbuhan daun

b. Kaulokalin: memacu pertumbuhan batang

c. Rhizokalin: memacu pertumbuhan akar

d. Anthokalin: memacu pertumbuhan bunga dan buah Florigen hormon tumbuhan yang khusus merangsang pembentukan bunga

 

Faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan:

1.    Unsur hara

Kebutuhan unsur hara untuk proses pertumbuhan dan perkembangan: Unsur makro Unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak: C, H, O, N, S, P K, S, Ca, dan Mg Unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit: Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl dan Ni Unsur karbon diambil tumbuhan dalam bentuk CO2 Unsur hidrogen diambil tumbuhan dalam bentuk H2O Oksigen diambil tumbuhan dalam bentuk CO2. H2O dan O2 Unsur C, H, dan O merupakan unsur utama penyusun Karbohidrat, lemak dan protein Gejala Kekurangan unsur hara disebut defisiensi

2.Suhu

Pertumbuhan dan perkembangan dipengaruhi oleh suhu Suhu yang baik untuk pertumbuhan adalah sushu optimum Pertumbuhan dan perkembangan akan terhambat bila berada pada suhu minimum dan maksimum Vernalisasi adalah peningkatan perkecambahan atau pembungaan oleh suhu rendah Istilah vernalisasi diperkenalkan oleh Trofim Denisovich Lysako tahun 1920

3.Kelembaban

Kelembaban tanah dan kelembaban udara mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan Tanah yang lembab dan udara yang kering mempercepat pertumbuhan dan perkembangan

4.Cahaya

Cahaya (merah, biru, nila dan violet) berperan sebagai sumber energi dalam proses fotosintesis. Pertumbuhan kecambah ditempat yang teduh akan berlangsung cepat, tetapi abnormal à etiolasi Daun tanaman yang terkena cahaya lebih kecil dan mesofilnya lebih tebal dibandingkan yang sedikit mendapat cahaya. Stomata tanaman yang terkena cahaya ukurannya kecil dengan jumlah yang banyak dibandingkan yang sedikit mendapat cahaya Akar tanaman yang terkena cahaya lebih lebat dibandingkan yang sedikit mendapat cahaya Efek fotoperiodisme, merupakan respon tumbuhan terhadap panjang pendek sinar matahari. Fotoperiodisme pada tumbuhan dikendalikan oleh fitokrom (sterling B. Hendrik) Berdasarkan respos tumbuhan terhadap panjang pendeknya waktu penyinaran, tumbuhan dibedakan atas: Tumbuhan hari pendek ) short day plant) Tumbuhan yang berbunga ketika siang hari kurang dari 12 jam Tumbuhan hari panjang (long day plant) Tumbuhan yang berbunga ketika siang hari lebih panjang dari 12 jam Tumbuhan hari netral (neutral day plant) Tumbuhan yang berbunga tidak dipengaruhi oleh panjang pendeknya penyinaran matahari

5. Air

Air merupakan senyawa yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan Air sebagai pelarut unsur hara dalam tanah, dan memelihara temperatur tanah. Pertumbuhan berlangsung efektif pada malam hari, karena kandungan air dalam tumbuhan lebih tinggi dari pada siang hari 6. pH pH sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Pada kondisi pH normal, kandungan unsur-unsur yang diperlukan seperti Ca, Mg, P dan K cukup tersedia. pH asam memiliki kandungan unsur Al, Mo, Zn yang dapat meracuni tumbuhan.


                            PERTUMBUHAN & PERKEMBANGAN HEWAN

Pertumbuhan dan perkembangan hewan terdiri dari dua tahap,  yaitu tahap embrio dan tahap pasca embrio.

Tahap Embrio 

        Tahap embrio dimulai dari proses fertilisasi (penyatuan sel telur dan sperma), kemudian terbentuk zigot yang mengalami proses pembelahan. Tahap embrio dikelompokkan menjadi beberapa fase, yaitu fase pembelahan (cleavage) yang membentuk morula,  fase blastula, fase gastrula, fase diferensiasi, serta organogenesis.  

Fase Morula 

        Pada fase ini zigot mengalami pembelahan berkali-kali. Pembelahan zigot terjadi secara mitosis, yaitu dimulai dari satu menjadi dua,  dua menjadi empat,  dan seterusnya.  Pada saat pembelahan sel terjadi pembelahan yang tidak bersamaan. Embrio yang terdiri dari 16-64 sel inilah yang disebut morula.

Gambar 1. Tahapan pembelahan sel menjadi morula.

 

Fase Blastula

        Pada fase blastula terjadi pembagian sitoplasma ke dalam dua kutub yang dibentuk pada fase morula. Pada fase ini kutub fungsional dan kutub vegetatif telah selesai dibentuk.  Hal ini ditandai dengan dibentuknya rongga di antara kedua kutub yang berisi cairan dan disebut blastosol / blastocoel (Gambar 2).  Embrio yang memiliki blastosol disebut blastula. Proses pembentukan blastosol disebut blastulasi.

                                            Gambar 2. Terbentuknya rongga bastosol.

 Fase Gastrula,

        Embrio mengalami proses diferensiasi dengan mulai menghilangkan blastosol. Sel-sel pada kutub fungsional akan membelah dengan cepat.  Akibatnya, sel-sel pada kutub vegetatif membentuk lekukan ke arah dalam (invaginasi).  Invaginasi akan membentuk dua formasi, yaitu lapisan luar (ektoderm)  dan lapisan dalam (endoderm). Bagian tengah gastrula disebut dengan arkenteron. Bagian luar yang terbuka pada gas menuju arkenteron disebut dengan blastofor. Pada fase ini akan terjadi lanjutan diferensiasi sebagian endoderm menjadi bagian mesoderm. Pada akhir dan gastrula telah terbentuk bagian endoderm,  mesoderm,  ektoderm

Gambar 3. Tahapan invaginasi hingga terbentuk endoderm, mesoderm, dan ektoderm.

 

      Hewan triploblastik dikelompokkan menjadi tiga berdasarkan ada tidaknya selom (berasal dari kata coelom = ruangan yang berongga) dan bagaimana selom tersebut dibentuk selama embriogenesis. Kelompok hewan tersebut yaitu aselomata, pseudoselomata, dan selomata (euselomata). Hewan aselomata tidak memiliki pseudoselomata memiliki selom semu, contohnya cacing tanah. Hewan selomata yang memiliki selom sesungguhnya, misalnya manusia (Gambar 4).

Gambar 4. Tipe selom pada hewan

 

Diferensiasi dan Organogenesis 

Pada fase ini mulai terjadi diferensiasi dan organogenesis pada struktur dan fungsi sel untuk menjadi jaringan yang spesifik.  Proses ini dikendalikan oleh faktor gen yang dibawa pada saat terjadi pembentukan kutub fungsional dan kutub vegetatif.  Pada akhirnya masing-masing bagian endoderm, mesoderm,  dan ektoderm akan mengalami diferensiasi menjadi organ-organ sebagai berikut:

1.    Ektoderm akan mengalami diferensiasi menjadi epidermis,  rambut,  kelenjar minyak,  kelenjar keringat,  email gigi,  sistem saraf,  dan saraf reseptor.  

2.    Mesoderm akan mengalami diferensiasi menjadi tulang,  jaringan ikat,  otot,  sistem peredaran darah, sistem ekskresi misalnya duktus deferens,  dan sistem reproduksi 

3.    Endoderm akan mengalami diferensiasi menjadi jaringan epitel pencernaan,  sistem pernapasan,  pankreas dan hati serta kelenjar gondok. 

Dalam proses diferensiasi dan organogenesis,  bagian yang berdekatan saling mempengaruhi. Sebagai contoh,  bagian mesoderm akan mempengaruhi ektoderm dalam diferensiasi untuk perkembangan alat gerak,  yaitu sebagian berasal dari sel ektoderm dan sebagian dari mesoderm.  Setelah tahap embrio selesai,  embrio yang disebut janin siap dilahirkan.

Tahapan Pasca Embrio 

Pada tahap pasca embrio,  terjadi pertumbuhan dan perkembangan menjadi individu dewasa. Individu dewasa, artinya siap menghasilkan keturunan atau bereproduksi Beberapa hewan invertebrata mengalami regenerasi atau metamorfosis selama pertumbuhan dan perkembangannya Sedangkan hewan vertebrata mengalami pertumbuhan dan perkembangan dari hewan muda (anak) menjadi hewan dewasa.

Regenerasi 
Regenerasi adalah proses perbaikan tubuh yang luka atau rusak.  Proses ini ditentukan oleh sel-sel batang dalam tubuh hewan yang belum mengalami diferensiasi. Pada organisme yang berkembang biak secara aseksual, regenerasi berarti juga sebagai proses reproduksi atau berkembang biak

Metamorfosis Metamorfosis adalah perubahan ukuran,  bentuk,  dan bagian-bagian tubuh hewan dari suatu stadium ke stadium berikutnya. Metamorfosis merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan hewan khususnya serangga dan amfibi menuju dewasa.  Dalam siklus hidupnya, hewan memiliki truktur dan fungsi tubuh yang berbeda pada setiap stadium.  Metamorfosis dikendalikan oleh hormon tiroksin dan triodotironin yang dihasilkan oleh kelenjar Thyroid, di bawah pengaruh TSH (Thyroid Stimulating hormon)-yang dihasilkan oleh kelenjar hipofisis.

Metamorfosis serangga (insekta) 

Berdasarkan tidak terjadinya atau terjadinya tahap metamorfosis yang dialami,  serangga dibedakan menjadi kelompok serangga ametabola, holometabola, dan hemimetabola. 

a.    Ametabola 

Ametabola merupakan organisme yang tidak mengalami proses metamorfosis. Stadium yang dimiliki adalah stadium telur dan stadium imago (dewasa).  Contohnya kutu buku yang bertelur kemudian berkembang menjadi dewasa tanpa melakukan metamorfosis

b.    Holometabola 

Holometabola merupakan organisme yang mengalami metamorfosis sempurna.  Hewan ini memiliki stadium telur, larva (ulat), pupa (kepompong), dan imago (dewasa).  Contoh hewan yang mengalami metamorfosis sempurna adalah kupu-kupu. Stadium telurnya dapat kita amati pada daun, Telur menjadi larva yang sangat aktif mencari makan dengan cara memakan daun. Stadium larva terjadi beberapa kali pergantian kulit yang disebut dengan ekdisis. Setelah itu larva akan berubah menjadi pupa (kepompong). Fase pupa merupakan fase istirahat. Kemudian,  pupa berkembang menjadi kupu-kupu yang mampu terbang dan berkembang biak kembali untuk menghasilkan telur. Contoh lain holometabola adalah kumbang, ngengat, semut, dan lebah

c.    Hemimetabola 

Hemimetabola merupakan organisme yang mengalami metamorfosis tidak sempurna. Stadium yang dimiliki oleh hewan ini adalah telur, larva atau nimfa, semi-imago, dan imago (dewasa). Contoh hewan kelompok ini adalah kumbang.  Stadium telur dapat kita amati pada pasir sebagai medium peletakan telur.  Setelah telur menetas,  terbentuk stadium larva. Setelah itu akan terbentuk stadium semi-imago.  Stadium ini memiliki bentuk morfologi yang sama dengan kumbang imago,  tetapi belum memiliki kemampuan untuk bereproduksi, karena organ reproduksinya belum tumbuh sempurna. Setelah itu kumbang memasuki stadium imago yang mampu bereproduksi atau berkembang bia menghasilkan.  Contoh lain hemimetabola adalah belalang, walang sangit,  dan lipas.

Metamorfosis katak (amfibi) 

    Tahap metamorfosis katak pada umumnya dibagi menjadi 3 stadium, yaitu premetamorfosis, prometamorfosis, dan metamorfosis klimaks. Selama stadium premetamorfosis, telur yang telah dibuahi tumbuh menjadi berudu (kecebong). Berudu bertambah ukurannya dengan sedikit perubahan bentuk tubuh. Pada stadium prometamorfosis, kaki bagian belakang muncul dan pertumbuhan tubuh terjadi secara lambat. Selama metamorfosis klimaks, kaki bagian depan muncul dan ekor mulai menghilang.  

Metagenesis

    Beberapa jenis hewan dan tumbuhan ada yang mengalami proses metagenesis. Metagenesis adalah proses pergiliran hidup yaitu antara fase seksual dan aseksual. Hewan dan tumbuhan yang mengalami metagenesis akan mengalami dua fase kehidupan, yaitu fase kehidupan yang bereproduksi secara seksual dan fase kehidupan yang bereproduksi secara aseksual. 

        Metagenesis pada tumbuhan dapat diamati dengan jelas pada tumbuhan tak berbiji (paku dan lumut). Pada tumbuhan tersebut, pembentukan gamet jantan berlangsung di dalam antheridium dan gamet betina di dalam arkegonium. Jika gamet jantan membuahi gamet betina, maka akan terbentuk zigot. Zigot tumbuh menjadi individu yang menghasilkan spora. Generasi ini disebut fase vegetatif (aseksual) atau sporofit. Spora yang jatuh di tempat yang sesuai akan tumbuh menjadi individu baru yang menghasilkan gamet. Karena menghasilkan gamet, maka generasi ini disebut fase generatif (seksual) atau gametofit. Demikian seterusnya terjadi pergiliran keturunan antara fase gametofit dan sporofit. Tumbuhan lumut yang sering kamu jumpai merupakan fase gametofit. Sedangkan tumbuhan paku yang kamu lihat sehari-hari merupakan fase sporofit. Pergiliran keturunan antara fase sporofit dan gametofit itulah yang disebut metagenesis. Beberapa hewan tingkat rendah juga mengalami metagenesis, contohnya Obelia dan Aurelia. Perhatikan metagenesis ubur-ubur (Aurelia), dari gambar itu tampak jelas bahwa ubur-ubur (Aurelia) memiliki dua jenis kehidupan yaitu kehidupan saat menempel (polip) dan kehidupan bergerak bebas (medusa).

Sumber :

https://blog.ruangguru.com/faktor-perkembangan-tumbuhan

https://kumpulanilmu.com/ilmu-pendidikan/faktor-yang-mempengaruhi-pertumbuhan-dan-perkembangan-makhluk-hidup/

   https://karedok.net/modul-buku/biologi/pertumbuhan-dan-perkembangan-pada-hewan-dan-    manusia/

 

PERTUMBUHAN & PERKEMBANGAN TUMBUHAN (XII IPA/IPS)

Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pertumbuhan  adalah proses pertambahan biomassa atau ukuran (berat, volume atau jumlah) yang bersifat irreversibel Pertumbuhan merupakan proses kuantitatif. Alat untuk mengukur pertumbuhan disebut auksanometer.

Jenis pertumbuhan dan perkembangan :

a.    Pertumbuhan Primer

 Pertumbuhan yang menyebabkan batang batang dan akar tumbuhan bertambah tinggi atau Panjang, diawali dengan pembelahan sel di daerah meristem apical. Meristem apikal terbagi atas 3 daerah yaitu daerah pembelajan, daerah pemanjangan dan daerah differensiasi.

Teori tentang perkembangan meristem apikal diterangkan dengan teori histogen dan teori tunika korpus. Teori tunika korpus teori yang menyatakan bahwa titik tumbuh akar dan batang pada tumbuhan terdiri atas 2 zona yang terpisah susunannya, yaitu tunika dan korpus. Tunika merupak lapisan terluar, yang selanjutnya berkembang menjadi jaringan primer. Korpus adalah bagian pusat titik tumbuh yang memiliki kemampuan membelah ke segala arah. Teori tunika korpus dikemukakan oleh ahli botani Schmidt.

Teori histogen. Titik tumbuh akar dan batang pada tumbuhan disebut dengan histogen. Histogen terdiri dari plerom (bagian pusat akar dan batang yang akan menjadi empulur dan fasis), germatogen (Lapisan terluar yang akan menjadi epidermis) dan periblem (lapisan yang akan menjadi korteks). Teori ini dikemukakan oleh Hanstein  

b.    Pertumbuhan Sekunder

Pertumbuhan yang menyebabkan akar dan batang bertambah lebar. Pertumbuhan ini disebabkan adanya pembelahan pada jaringan meristem sekunder (meristem lateral. Ada dua macam meristem lateral yaitu Kambium vaskuler (terletak diantara xilem dan floem, yang menyebabkan pembelahan sel ke arah dalam membentuk sekunder, dan membelah ke arah luar membentuk floem sekunder sehingga batang tambah membesar) dan kambium gabus (disebut juga felogen terletak dibawah epidermis dekar kolenkima yang berfungsi menebalkan batang, sehingga epidermis lebih kedap terhadap air).

 

Perkembangan merupakan proses perubahan yang menyertai pertumbuhan, menuju tingkat pemetangan atau kedewasaan makhluk hidup. proses perubahan secara berurutan adalah dari spesialiasi, diferensiasi, histogenesis, organogenesis dan gametogenesis) Perkembangan merupakan proses kualitatif yang tidak dapat di ukur.

Struktur biji Biji terdapat dalam buah, biji berkembang dari bakal biji yang dibuahi dan mengandung embrio serta cadangan makanan. Berdasarkan letak cadangan makanan, ada biji berendosperm atau beralbumin (jagung) dan ada yang tak berendosperm atau biji eksalbumin (biji bunga matahari)

Perkecambahan

Tahapan pertumbuhan dan perkembangan

Pembelahan sel (cleavage) : Jumlah bertambah banyak

Spesialisasi: sel-sel yang sejenis berkelompok

Diferensiasi sel : Sel-sel mengalami perbedaan bentuk dan fungsi

Organogenesis sel: proses pembentukkan organ-organ tumbuhan

Morfogenesis sel: Organ satu dengan yang yang lain memiliki kekhususan dalam bentuk dan fungsi

Perkecambahan; proses pertumbuhan biji menjadi makhluk hidup baru.

 

Jenis perkecambahan:

Berdasarkan letak kotiledonnya, perkecambahan dibedakan atas:

1. Perkecambahan tipe epigaeal Perkecambahan yang ditandai dengan posisi kotiledon berada di atas permukaan tanah. Biasanya terjadi pada tanaman dikotil

Karakteristik perkecambahan epigeal :

• Radikel yang muncul pertama kali membentuk hipokotil
• Plumula adalah bagian yang terakhir berkembang yakni setelah muncul di permukaan
• Hipokotil awalnya membentuk sebuah loop lalu kemudian memanjang membawa kotiledon ke permukaan tanah
• Kotiledon yang telah muncul ke permukaan akan membentuk daun pertama diikuti oleh perkembangan plumula (pucuk)

Keuntungan dari perkecambahan epigeal adalah kotiledon dapat segera berfotosintesis (phanerocotylar : kotiledon yang berfotosintesis) setelah muncul di permukaan tanah yang menyediakan energi untuk pertumbuhan selanjutnya.

Benih epigeal ditemukan pada : Gymnospermae, Myrtaceae, Bignoniaceae, Casuarianaceae, Euphorbiaceae, hampir semua legum dan lain-lain

2. Perkecambahan tipe hipogaeal Perkecambahan yang ditandai dengan posisi kotiledon (biji) tetap berada di dalam tanah. Biasanya terjadi pada tanaman monokotil

Karakteristik perkecambahan hipogeal :

• Kotiledon tetap berada dalam tanah
• Radikel muncul dan berkembang membentuk perakaran
• Epikotil yang akan memanjang bersama plumula sampai muncul dipermukaan tanah.

Keuntungan dari perkecambahan hipogeal adalah cadangan makanan atau energi tetap tersedia dalam tanah yakni dalam kotiledon yang akan tumbuh lagi seandainya pucuk kecambah (plumula) terpotong dimakan serangga atau oleh faktor lain. Kotiledon pada benih hipogeal tidak dapat berfotosintesis atau disebut cryptocotylar.

Tanaman dengan perkecambahan hipogeal antara lain : Lauraceae, kebanyakan Moraceae, hampir semua Fagaceae dan sebagainya

        Perkecambahan adalah tumbuhnya embrio dalam biji secara perlahan menjadi tumbuhan dewasa. Perkecambahan dipengaruhi oleh faktor eksternal (kadar air, suhu, oksigen, dan cahaya) dan faktor internal (hormon, kematangan embrio, dann sifat dormansi biji).

Urutan proses perkecambahan:

1. Masuknya air kedalam biji (imbibisi)
2. Aktifnya enzim-enzim untuk proses metabolisme , membongkar cadangan makanan dalam kotiledon / endosperm
3. Hasil pembongkaran berupa sumber energi sebagai bahan penyusun komponen sel, dan pertumbuhan embrio.
4. Embrio tumbuh dan berkembang

Perkecambahan merupakan tahap awal dari siklus hidup tanaman yang perbanyakannya melalui biji. Saat substansi perkecambahan dalam benih mulai aktif setelah imbibisi air maka secara fisiologi benih mulai berkecambah. Apabila plumula dan radikel mulai keluar dari benih maka secara fisik perkecambahan telah dimulai.

Beberapa hal yang terkait dengan perkecambahan : dormansi, vigor benih, viabilitas, jenis benih apakah ortodox atau rekalsitran, tipe perkecambahan epigeal dan hipogeal

Pada beberapa spesies benih rekalsitran yang tidak memiliki masa dormansi, benih akan segera berkecambah begitu proses pematangan buah (maturation) selesai bahkan meskipun masih melekat pada pohon induknya.

 

Syarat terjadinya perkecambahan

Proses perkecambahan benih tidak tergantung kepada ketersediaan nutrisi dalam tanah oleh karena adanya endosperma . Namun perkecambahan tergantung kepada kondisi lingkungan sekitar benih yakni ketersediaan air, suhu dan konsentrasi oksigen.

Syarat terjadinya perkecambahan adalah :

§  Ketersediaan air untuk terjadinya imbibisi

§  Oksigen, diperlukan agar respirasi dapat terjadi. Respirasi disini adalah perombakan cadangan makanan dalam benih menjadi energi yang diperlukan untuk perkecambahan.

§  Suhu yang sesuai untuk mengaktifkan enzim. Kebutuhan suhu benih sama seperti tumbuhan normal pada umumnya yakni memiliki batasan-batasan terhadap suhu minimum, suhu optimum dan suhu maksimum, rentang suhu tersebut dikenal sebagai suhu kardinal.

§  Benih dalam keadaan tidak dorman. Benih yang sedang dorman tidak akan berkecambah meskipun syarat lingkungan diatas terpenuhi.

 

3 bagian utama benih

Dalam benih terdapat tiga bagian yang sangat esensial dimana proses-proses fisiologi dan biokimia perkecambahan berlangsung, yaitu :

a.    Cadangan makanan (endosperma atau kotiledon).

Sebagian besar tanaman monokotil menyimpan cadangan makanannya dalam endosperma sementara tanaman dikotil menyimpan cadangan makanannya pada dua buah kotiledon karena tidak memiliki endosperma. Cadangan makanan dalam endosperma maupun kotiledon disimpan dalam bentuk senyawa yang kompleks yaitu karbohidrat, protein dan lemak. Karbohidrat tersimpan dalam bentuk pati dan harus dirombak dahulu menjadi senyawa yang lebih sederhana agar dapat ditranslokasi ke titik tumbuh.

Perbedaan antara benih monokotil dengan dikotil

b.    Embrio
Embrio adalah organ dalam biji yang akan berkembang menjadi tanaman baru. Embrio yang telah berkembang sempurna terdiri dari radikel (akar embrio), kotiledon dan plumula (tunas embrio) yang terdiri atas epikotil dan hipokotil. Epikotil adalah batang embrio yang tersambung dengan bagian atas kotiledon sementara hipokotil terhubung dengan bagian bawah kotiledon dan bersambung dengan radikel. Tanaman monokotil (monocotyledon) mempunyai satu buah kotiledon sementara dikotil (dicotyledon)memiliki dua buah.

c.    Kulit benih (seed coat atau testa)

Endosperma dan embrio pada benih terbungkus oleh satu atau beberapa lapisan kulit sebagai pelindung terhadap kekeringan ataupun kerusakan fisik.

 

Tahap perkecambahan

1.    Imbibisi

Imbibisi adalah proses masuknya air kedalam benih untuk memicu dimulainya perkecambahan. Proses masuknya air ini dapat terjadi secara difusi maupun secara osmosis. Difusi air terjadi akibat keadaan benih yang lebih kering dari lingkungannya sehingga air masuk ke dalam benih. Proses osmosis terjadi karena dinding sel kulit benih yang permeabel terhadap molekul air sehingga air masuk. Benih yang kering akan mengabsorbsi air melalui micropyle dan testa (kulit benih). Dalam proses ini lapisan koloid seperti protein dan pati akan menarik air dan mengembang sehingga volumenya naik sampai 200%. Pengembangan volume ini memiliki gaya yang besar sehingga mampu meretakkan testa (dan perikarp jika ada) yang mengelilingi benih.

Retaknya kulit benih membuat oksigen dengan mudah masuk kedalam benih. Selain itu air akan mengencerkan protoplasma sehingga  proses metabolik dapat berlangsung dan yang tak kalah pentingnya ialah air berperan mentranslokasikan hasil metabolik ke titik tumbuh embrio.

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap imbibisi adalah : permeabilitas kulit benih, komposisi kimia, ketersediaan dan konsentrasi air, suhu lingkungan serta luas permukaan benih yang berhubungan dengan air.

Proses imbibisi dan fisiologi serta biokimia pada benih yang sedang berkecambah (*)

2.    Aktivasi substansi perkecambahan

Substansi perkecambahan disini adalah hormon giberelin dan enzim-enzim. Giberelin pada benih akan segera aktif setelah imbibisi air terjadi dan mendorong terbentuknya enzim-enzim seperti α-amilase, protease, ribonuklease, fosfatase dan β-glukonase. Enzim-enzim ini akan merombak cadangan makanan pada endosperma menjadi energi untuk perkembangan embrio.

 

 

3.    Perombakan dan mobilisasi cadangan makanan

Perombakan pada cadangan makanan oleh berbagai enzim dalam benih, yaitu: Protein  → asam amino, dikatalisis oleh enzim protease

Pati    → maltosa, dikatalisis oleh enzim α-amylase

Maltosa → glukosa, dikatalisis oleh enzim maltase

Lemak    → asam lemak dan gliserol, dikatalisis oleh enzim lipase

Asam lemak → asetil koenzim-A, dikatalisis oleh enzim β-oksidase

Proses diatas merupakan reaksi katabolik (pemecahan) dan semua produk (hasil katalisis) digunakan untuk perkembangan dan pertumbuhan embrio.

 

4.    Pertumbuhan embrio

Dalam embrio, proses mitosis (pembelahan sel) terjadi pada meristem apikal dari plumula dan radikel sehinggga poros embrio akan memanjang dan dengan segera akan muncul keluar dari benih. Proses mitosis ini membutuhkan energi ATP dari hasil respirasi (katabolisme) yang melibatkan glukosa, asam lemak dan gliserol.
Selain proses katabolisme, terjadi juga proses anabolisme (pembentukan) dalam embrio, misalnya pembentukan protein (enzim dan komponen struktural) baru yang disintesis dari asam amino dan pembentukan selulosa yang disintesis dari beta-glukosa untuk pembentukan dinding sel yang baru.

 

5.    Emergence

Setelah imbibisi air terjadi dan testa pecah, maka radikel menjadi organ pertama yang muncul (emergence) dan tumbuh menuju tanah mengikuti gravitasi (geotropisme). Tak lama kemudian plumula muncul dan tumbuh menuju arah cahaya (fototropisme). Sementara pada kotiledon terjadi dua hal :

·         Pada beberapa spesies tanaman, kotiledon tetap tinggal didalam tanah terbungkus testa dan akan mengkerut seiring dengan habisnya cadangan makanan yang dipakai untuk perkecambahan. Perkecambahan seperti ini disebut hipogeal.

·         Pada jenis lain, kotiledon akan tertarik oleh pertumbuhan plumula keatas permukaan tanah, kemudian ketika terkena cahaya maka klorofilnya berkembang dan menjadi daun pertama yang melakukan fotosintesis. Perkecambahan ini disebut epigeal.

 

Sumber :

http://prestasiherfen.blogspot.com/2009/07/pertumbuhan-dan-perkembangan-tumbuhan.html

https://torajafarmer.wordpress.com/2018/05/05/tipe-perkecambahan-epigeal-dan-hipogeal

https://torajafarmer.wordpress.com/2018/04/12/perkecambahan-germination/