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:
- Masuknya air kedalam biji (imbibisi)
- Aktifnya enzim-enzim untuk proses metabolisme , membongkar cadangan makanan dalam kotiledon / endosperm
- Hasil pembongkaran berupa sumber energi sebagai bahan penyusun komponen sel, dan pertumbuhan embrio.
- 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/
No comments:
Post a Comment