Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pertumbuhan

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

Pertumbuhan Primer

Pertumbuhan yang menyebabkan batang batang dan akar tumbuhan bertambah tinggi atau panjang.

~ diawali dengan pembelahan sel di daerah meristem apikal

~ 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

a. 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

b. 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

2. Perkecambahan tipe hipogaeal

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

Perkecambahan

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:

imbibisiMasuknya air kedalam biji

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 dann berkembang

Faktor Internal yang mempengaruhi 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

Merangsang pemanjangn sel pada daerah titik tumbuh

Merangsang pembentukkan akar

Merangsang pembentukkan buah tanpa biji (partenokarpi)

Merangsang differensiasi jaringan pembuluh

Merangsang absisi ( pengguguran pada daun)

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

Merangsang pemanjangan batang dan pembelahan sel

Merangsang perkecambahan biji

Memecah dormansi biji

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

Bersama auksin, dan giberelin merangsang pembelahan dan pemanjangan sel

Menghambat dominansi apikal oleh auksin

Merangsang pertumbuhan kuncup lateral

Merangsang pemanjangan titik tumbuh

Mematahkan dormansi biji serta merangsang pertumbuhan embrio

Merangsang pembentukan akar cabang

Menghambat pertumbuhan akar adventive

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 ada saun dan buah

Fungsi Hormon Asam Absisat (ABA)

Mengurangi kecepatan pembelahan dan pemanjangan di daerah titik tumbuh

Memacu pengguguran daun pada saat kemarau untuk mengurangi penguapan air

Membantu menutup stomata daun untuk mengurangi penguapan

Mengurangi kecepatan pembelahan dan pemanjangan sel bahkan menghentikannya

Memicu berbagai jenis sel tumbuhan untuk menghasilkan gas etilen

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 CO2

Fungsi hormon gas etilen

Mempercepat pematangan buah

Menghambat pemanjangan akar, batang dan pembungaan

Menyebabkan pertumbuhan batang menjadi kokoh dann tebal

Merangsang proses absisi

Interaksi antara etilen dengan auksin memacu proses pembungaan

Interaksi antara etilen dengan giberelin 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.

etiolasiPertumbuhan kecambah ditempat yang teduh akan berlangsung cepat, tetapi abnormal

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.