PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

BAB I
PENDAHULUAN

Salah satu ciri organisme adalah tumbuh dan berkembang. Tumbuhan tumbuh dari kecil menjadi besar dan berkembang dari satu sel zigot menjadi embrio kemudian menjadi satu individu yang mempunyai akar, batang, dan daun. Pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil interaksi antara faktor-faktor dalam dan luar. Faktor dalam adalah faktor yang terdapat dalam tubuh organisme, antara lain sifat genetik yang ada di dalam gen dan hormon yang merangsang pertumbuhan. Sedangkan faktor luar adalah faktor lingkungan. Potensi genetik hanya akan berkembang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok. Dengan demikian karakteristik yang ditampilkan oleh tumbuhan ditentukan oleh faktor genetik maupun faktor lingkungan secara bersama-sama.
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan biji diawali dari perkecambahan. Pada embrio atau lembaga terdapat plumula yang tumbuh menjadi batang dan radikula yang tumbuh menjadi akar. Terdapat dua jenis perkecambahan yaitu perkecambahan epigeal dan hipogeal. Pada akhir perkecambahan tumbuhan membentuk akar, batang, dan daun. Pada ujung-ujung akar dan batang terdapat sel-sel yang senantiasa membelah diri yang dikenal sebagai jaringan meristem ujung. Proses perkecambahan dipengaruhi oleh oksigen, suhu, dan cahaya.


BAB II
PEMBAHASAN

Pertumbuhan merupakan proses pertambahan volume yang irreversible. Pertumbuhan terjadi karena adanya pembelahan mitosis dan pembesaran sel. Pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif.
Perkembangan adalah terspesialisasinya sel-sel menuju ke struktur dan fungsi tertentu. Perkembangan tidak dapat dinyatakan dengan ukuran namun dinyatakan dengan tingkat kedewasaan.
Tumbuhan bertambah panjang dan besar karena adanya penambahan jumlah sel sebagai hasil pembelahan mitosis pada titik tumbuh, pertambahan komponen seluler dan diferensiasi sel. Pertumbuhan pada tumbuhan umumnya terjadi pada daerah meristem (titik tumbuh), diantaranya terdapat di ujung akar dan ujung batang. Untuk mengetahui pertumbuhan batang digunakan alat auksanometer.
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan melalui beberapa tahapan. Tahapan tersebut dimulai dari perkecambahan biji. Kemudian, kecambah berkembang menjadi tumbuhan kecil yang sempurna. Selanjutnya tumbuhan tersebut akan membesar dan pada masa tertentu akan menghasilkan bunga dan biji.
Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil) dari dalam biji. Perkecambahan dapat terjadi di atas tanah (epigeal) dan di bawah tanah (hipogeal). Proses perkecambahan dimulai dengan proses fisika berupa penyerapan air oleh biji agar menjadi lunak (imbibisi). Saat air masuk, terjadi reaksi kimia dalam biji berupa bekerjanya enzim-enzim yang ada di dalam biji. Proses kimia inilah yang menghasilkan energi untuk dipakai berkecambah.
Ada dua faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yaitu faktor eksternal dan internal. Faktor eksternal berupa makanan, suhu, air, kelembapan, dan cahaya. Sedangkan faktor internalnya dipengaruhi oleh gen dan hormon.
·    Makanan
Makanan merupakan sumber energi dan materi bagi tumbuhan untuk mensintesis berbagai komponen sel. Nutrisi atau zat makanan terdiri dari unsur-unsur atau senyawa-senyawa kimia. Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah banyak disebut unsur makro atau makronutrien seperti Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Fosfor (P), Kalium (K), Nitrogen (N), Sulfur (S), Kalsium (Ca), Besi (Fe), Magnesium (Mg) sedangkan unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro atau mikronutrien seperti Boron (B), Mangan (Mn), Molibdenum (Mo), Seng (Zn), Tembaga (Cu), Klor (Cl). Jika kebutuhan akan makanan tidak terpenuhi maka tumbuhan akan mengalami defisiensi. Defisiensi mengakibatkan kecepatan pertumbuhan tumbuhan menurun dan bila hal ini terus berlanjut maka akan menyebabkan kematian.
·    Suhu
Setiap tumbuhan memiliki suhu tertentu untuk dapat tumbuh dengan baik. Pengaruh suhu sangat erat kaitannya dengan kerja enzim dalam tubuh tumbuhan. Suhu paling rendah yang masih memungkinkan tumbuhan dapat tumbuh disebut suhu minimum. Suhu paling tinggi yang masih memungkinkan tumbuhan untuk tumbuh disebut suhu maksimum. Sedangkan suhu yang diperlukan tumbuhan untuk dapat tumbuh dengan baik disebut suhu optimum.
·    Air
Tumbuhan sangat memerlukan air untuk kelangsungan hidupnya. Air digunakan untuk proses fotosintesis, reaksi enzimatik, menjaga kelembapan, dan membantu perkecambahan biji.
·    Kelembapan
Tumbuhan memerlukan tanah dan udara lembap untuk dapat tumbuh dengan baik. Kondisi lembap menyebabkan banyak air yang diserap tumbuhan dan lebih sedikit yang diuapkan sehingga mendukung aktivitas pemanjangan sel-sel.
·    Cahaya
Tumbuhan membutuhkan cahaya dan tiap tumbuhan memerlukan jumlah cahaya yang berbeda. Bagi pertumbuhan tinggi, cahaya dapat menjadi penghambat karena menguraikan hormon auksin. Pertumbuhan tinggi di tempat gelap akan lebih cepat dibandingkan di tempat terang. Keadaan ini disebut etiolasi. Namun, cahaya sangat dibutuhkan bagi tumbuhan untuk aktivitas fotosintesis dan pembungaan.
·    Gen
Gen berfungsi sebagai pengatur pola pertumbuhan tanaman melalui sifat yang diturunkan. Selain itu, gen juga berfungsi untuk mengontrol reaksi enzimatis di dalam sel.
·    Hormon
Hormon merupakan pengatur pertumbuhan yang dibuat pada suatu bagian tumbuhan dan respon pertumbuhan terjadi pada bagian yang lain. Hormon yang ada pada tumbuhan diantaranya adalah auksin, sitokinin, giberelin, gas etilen, asam absisat, asam traumalin, kalin
a)    Auksin
Berdasarkan studi-studi fisiologi yang dilakukan terhadap berbagai jenis tanaman diketahui bahwa auksin terlibat dalam setiap aspek pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan mulai dari tahap embriogenesis sampai dewasa (Evans, 1984; Leopold and Nooden, 1984 dalam Timpte et al., 1995). Auksin termasuk kategori unik diantara hormon-hormon tumbuhan yang ada dalam menunjukkan polaritas gerakannya (Review oleh Goldsmith, 1977 dalam Marchant et al., 1999). Auksin berfungsi untuk mendorong pemanjangan batang, pertumbuhan akar, diferensiasi sel dan percabangan, pertumbuhan buah, dominasi apikal, fototropisme dan gravitropisme (Tamas, 1988, Feldman, 1985, Yang et al., 1993, Evans, 1984, Katsumi et al., 1969 dalam Leyser et al., 1996). Auksin dihasilkan pada embrio dalam biji, meristem batang, dan daun-daun muda.
b)    Sitokinin
Hormon ini mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar, mendorong pembelahan, pertumbuhan sel, perkecambahan dan pembungaan, serta menghambat penuaan. Sitokinin disintesis pada akar dan diangkut ke organ lain.
c)    Giberelin
Giberelin mendorong perkecambahan biji dan tunas, pemanjangan batang, pertumbuhan daun, pembungaan dan perkembangan buah, mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar. Hormon giberelin diproduksi dalam meristem batang, meristem akar, daun muda, dan embrio.
d)    Gas Etilen
Etilen adalah gas yang dikeluarkan terutama oleh buah yang sudah tua. Jika buah tua diletakkan di tempat tertutup, maka buah akan cepat masak. Hal ini disebabkan buah tersebut mengeluarkan gas etilen yang mempercepat pemasakan buah. Selain berperan dalam pemasakan buah, etilen juga menyebabkan pertumbuhan batang menjadi tebal,  dan untuk menahan pengaruh angin.
e)    Asam Absisat
Tidak semua hormon pada tumbuhan berfungsi memacu pertumbuhan, karena ada beberapa yang justru menghambat pertumbuhan, misalnya asam absisat. Secara umum fungsi asam absisat adalah untuk menghambat pembelahan dan pemanjangan sel, menunda pertumbuhan dan dormansi, sehingga membantu tumbuhan bertahan dalam kondisi yang buruk, merangsang penutupan mulut daun pada musim kering, sehingga mengurangi aktivitas transpirasi, membantu peluruhan daun pada musim kering sehingga tumbuhan tidak kekurangan air melalui transpirasi (penguapan).
f)    Asam Traumalin
Asam traumalin dianggap sebagai hormon luka, karena merangsang pembelahan sel-sel di bagian tumbuhan yang luka. Dengan demikian bagian yang terluka akan tertutup.
g)    Kalin
Hormon kalin berfungsi merangsang pembentukan organ tumbuhan. Hormon ini dibedakan atas rizokalin untuk merangsang pembentukan akar; kaulokalin merangsang pembentukan batang; filokalin merangsang pembentukan daun; dan antokalin atau florigen merangsang pembentukan bunga.


Fisiologi Perkecambahan
Embrio yang tumbuh belum memiliki klorofil, sehingga embrio belum dapat membuat makanan sendiri. Pada tumbuhan, secara umum makanan untuk pertumbuhan embrio berasal dari endosperma.
Perkecambahan dimulai dengan proses penyerapan air ke dalam sel-sel. Proses ini merupakan proses fisika. Masuknya air pada biji menyebabkan enzim aktif bekerja. Bekerjanya enzim merupakan proses kimia. Enzim amilase bekerja memecah tepung menjadi maltosa, selanjutnya maltosa dihidrolosis oleh maltase menjadi glukosa. Protein juga dipecah menjadi asam-asam amino. Senyawa glukosa masuk ke proses metabolisme dan dipecah menjadi energi atau diubah menjadi senyawa karbohidrat yang menyusun struktur tubuh. Asam-asam amino dirangkaikan menjadi protein yang berfungsi untuk menyusun struktur sel dan menyusun enzim-enzim baru. Asam-asam lemak terutama dipakai untuk menyusun membran sel.
Proses perkecambahan dipengaruhi oleh oksigen, suhu, dan cahaya. Oksigen dipakai dalam proses oksidasi sel untuk menghasilkan energi. Perkecambahan memerlukan suhu yang tepat untuk aktivasi enzim. Perkecambahan tidak dapat berlangsung pada suhu yang tinggi, karena suhu yang tinggi dapat merusak enzim. Pertumbuhan umumnya berlangsung baik dalam keadaan gelap. Perkecambahan membutuhkan hormon auksin dan hormon ini mudah mengalami kerusakan pada intensitas cahaya yang tinggi. Karena itu di tempat gelap kecambah tumbuh lebih panjang daripada di tempat terang.
Pada akhir proses perkecambahan, tumbuhan membentuk akar, batang, dan daun. Pada ujung batang dan ujung akar terdapat sel-sel meristem yang dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel yang memiliki struktur dan fungsi yang khusus. Aktivitas sel-sel meristem menyebabkan batang dan akar tumbuh memanjang. Proses pertumbuhan ini disebut pertumbuhan primer.
Daerah pertumbuhan pada ujung batang dan ujung akar menurut aktivitasnya dapat dibedakan menjadi tiga daerah berikut:
1.    Daerah pembelahan sel, terdapat di bagian ujung. Sel-sel di daerah ini aktif membelah, dan sifatnya tetap meristematis.
2.    Daerah perpanjangan sel, terletak di belakang daerah pembelahan, merupakan daerah dimana tiap sel memiliki aktivitas untuk membesar dan memanjang.
3.    Daerah diferensiasi, merupakan daerah yang sel-selnya berdiferensiasi menjadi sel-sel yang memiliki struktur dan fungsi khusus. Meristem ujung batang membentuk primordia daun. Pada sudut antara daun dan batang terdapat sel-sel yang dipertahankan sebagai sel-sel meristematis. Bagian ini nanti akan berkembang menjadi cabang. Di belakang daerah diferensiasi terdapat jaringan permanen.
Jaringan permanen sebagai hasil diferensiasi pada ujung batang dan ujung akar dikotil terdiri dari jaringan epidermis, parenkima, kolenkima, sklerenkima, protofloem, protoxilem, dan jaringan kambium yang masih tetap bersifat meristematis.
Jaringan kambium memiliki kemampuan membelah secara mitosis. Jika sel kambium membelah ke arah luar, akan membentuk sel floem dan yang dalam tetap sebagai kambium. Sebaliknya jika membelah ke arah dalam, sel akan membentuk xilem dan yang luar tetap sebagai kambium. Jadi selama proses pembelahan ini, jaringan kambium tetap dipertahankan.
Xilem dan floem yang terbentuk dari aktivitas kambium ini disebut xilem sekunder dan floem sekunder. Pertambahan jumlah sel floem dan xilem sekunder menyebabkan diameter batang bertambah besar. Aktivitas kambium yang membentuk xilem dan floem sekunder ini merupakan pertumbuhan sekunder.
Aktivitas pembentukan floem dan xilem sekunder pada batang dipengaruhi oleh musim. Pada musim kemarau, lapisan yang terbentuk lebih tipis daripada saat musim penghujan. Perbedaan pertumbuhan ini membuat formasi lingkaran yang disebut sebagai lingkaran tahun.

BAB III
PENUTUP

Pertumbuhan dan perkembangan organisme merupakan hasil dari pembelahan sel, pembesaran sel serta diferensiasi sel. Pada tumbuhan terdapat dua macam pertumbuhan, yaitu pertumbuhan primer yang terjadi pada meristem ujung batang dan ujung akar, dan pertumbuhan sekunder yang terjadi pada kambium batang dikotil. Proses pertumbuhan pada tumbuhan dikendalikan secara genetis dan dipengaruhi oleh hormon serta faktor lingkungan, seperti nutrisi, cahaya, suhu, air, oksigen dan kelembapan. Hormon-hormon yang ada pada tumbuhan misalnya auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, dan gas etilen.


DAFTAR PUSTAKA
Campbell, Reece, Mitchel, 2004, Biologi Edisi Kelima-Jilid 2, Erlangga, Jakarta
Salisbury, F. B., Ross, C. W., 1992, Fisiologi Tumbuhan Jilid 1, Penerbit ITB, Bandung.
Hobbie, L., Estelle, M., 1995. The axr4 Auxin-Resistant Mutants of Arabidopsis thaliana Define A Gene Important for Root Gravitropism and Lateral Root Initiation. The Plant Journal, Vol. 7, No. 2, pp. 211-220, 1995.
Leyser, H. M. O., et al., 1996. Mutations in the AXR3 Gene of Arabidopsis Result in Altered Auxin Response Including Ectopic Expression from the SAUR-AC1 Promoter. The Plant Journal, Vol. 10, No. 3, pp. 403-413, 1996.
Marchant, A., et al., 1999. AUX1 Regulates Root Gravitropism in Arabidopsis by Facilitating Auxin uptake Within Root Apical Tissues, The EMBO Journal, Vol. 18, No. 8, pp. 2066-2073, 1999.
Pickett, F. B., Wilson, A. K., Estelle, M., 1990. The aux1 Mutation of Arabidopsis Confers Both Auxin and Ethylene Resistance, Plant Physiology, Vol. 94, pp. 1462-1466, 1990.
Tian, Q., Reed, J. W., 1999. Control of Auxin-Regulated Root Development by the Arabidopsis thaliana SHY2/IAA3 Gene, Development Journal, Vol. 2, No. 10, pp. 711-721, 1999
Timpte, C., et al., 1995. The AXR1 and AUX1 Genes of Arabidopsis Function in Separate Auxin-Response Pathways. The Plant Journal, Vol. 8, No. 4, pp. 561-569, 1995.