Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

               Pertumbuhan dan Perkembangan pada tumbuhan

Pertumbuhan mengandung pengertian pertambahan ukuran, dapat berupa volume, massa, tinggi, dan ukuran lainnya yang dapat dinyatakan dalam bilangan atau bentuk kuantitatif. Adapun Perkembangan mengandung pengertian bertambah dewasanya suatu individu. Makhluk hidup dikatakan dewasa jika alat-alat reproduksinya telah berfungsi. Tumbuhan akan berbunga dan hewan akan menghasilkan sel-sel kelamin. Ada pula yang mengartikan perkembangan sebagai perubahan akibat proses diferensiasi yang menyebabkan perbedaan struktur dan fungsi organ organ makhluk hidup sehingga semakin kompleks. Dengan demikian, perkembangan merupakan perubahan kualitas suatu individu.

1.  Pertumbuhan

Secara harfiah, pertumbuhan diartikan sebagai perubahan yang dapat diketahui atau ditentukan berdasarkan sejumlah ukuran atau kuantitasnya.

Pertumbuhan meliputi bertambah besar dan bertambah banyaknya sel-sel pada jaringan. Proses yang terjadi pada pertumbuhan adalah suatu kegiatan yang irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). Akan tetapi, pada beberapa kasus, proses tersebut dapat reversible (terbalikkan) karena pada pertumbuhan terjadi pengurangan ukuran dan jumlah sel akibat kerusakkan sel atau dediferensiasi sel.

Sebagai contoh, jika Anda akan memperbanyak tumbuhan melalui cara vegetatif, bagian manakah yang akan Anda pakai? Bunga, buah, ataukah batang? Pilihannya tentu akan jatuh pada batang. Walaupun semua organ tersebut memiliki aktivitas pembelahan sel, semuanya disusun oleh jenis sel yang berbeda. Bunga dan buah merupakan organ reproduksi yang disusun oleh sel-sel reproduktif atau embrionik, sedangkan cabang atau batang disusun oleh sel-sel tubuh atau somatik. Sel-sel tubuh (somatik) memiliki potensi untuk tumbuh kembali membentuk jaringan yang sama, sedangkan sel embrionik tidak. Dengan aktivitas perbanyakan sel tersebut, akan dihasilkan kembali sel-sel meristematis yang akan menjadi batang, akar, daun, dan bagian reproduktif. Adapun sel embrionik akan mati karena tidak ada sokongan sel lainnya. Selama proses tumbuhnya akar, batang, ataupun daun pertumbuhan dapat dikuantifikasi dalam bentuk panjang akar, jumlah daun, tinggi tumbuhan, atau bahkan berat total tumbuhan. Berdasarkan gambaran tersebut, dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa pertumbuhan merupakan perubahan kuantitatif dari ukuran sel, organ, atau keseluruhan organisme.

2. Perkembangan

Perkembangan makhluk hidup lebih tepat diartikan sebagai suatu perubahan kualitatif yang melibatkan perubahan struktur serta fungsi yang lebih kompleks. Seperti yang telah Anda ketahui, organ kulit pada manusia tumbuh bersamaan dengan bertambahnya ukuran tubuh. Akan tetapi, ketika mencapai kedewasaan, hanya pada bagian tertentu dari tubuh kita mulai bermunculan rambut tambahan. Selain itu, organ-organ tertentu mulai tumbuh membesar, seperti bagian dada pada perempuan dan jakun pada laki-laki. Mengapa semua itu hanya tumbuh pada masa tertentu saja, tidak bersamaan dengan pertumbuhan organ lainnya? Suatu hal yang patut kita pahami dalam perkembangan adalah adanya diferensiasi sel. Diferensiasi dapat diartikan sebagai perubahan sel menjadi bentuk lainnya yang berbeda baik secara fungsi, ukuran,maupun bentuk. Contoh mudah mengenai diferensiasi dapat Anda temukan pada pembentukan bunga. Amati dari mana bunga tersebut berasal. Apakah sama dengan awal mulanya tumbuh tunas? Mengapa pada bagian tersebut yang tumbuh justru bunga? Diferensiasi juga terjadi pada bagian tubuh manusia, yakni pada pembentukan sel-sel kelamin (gonad) ketika embriogenesis. Contoh lainnya pada proses pembentukan anak ayam dari embrio dalam telur. Pada proses diferensiasi, dapat terjadi dua hal penting, yakni perubahan struktural yang akan mengarah pada pembentukan organ, serta perubahan kimiawi yang dapat meningkatkan kemampuan sel. Dapatkah Anda menghitung perkembangan yang terjadi, baik dalam jumlah maupun ukuran? Tentu akan sulit, karena semua proses tersebut terjadi secara kualitatif dan hanya dapat dibandingkan secara subjektif tanpa ukuran yang tepat. Proses perkembangan banyak berkaitan dengan faktor internal yang terjadi pada waktu yang tidak bersamaan. Oleh karena itu, perkembangan dapat didefinisikan sebagai suatu proses perubahan yang diikuti oleh pendewasaan dan kematangan sel, serta diiringi oleh spesialisasi fungsi sel.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pada tanaman, pertumbuhan dimulai dari proses perkecambahan biji. Perkecambahan dapat terjadi apabila kandungan air dalam biji semakin tinggi karena masuknya air ke dalam biji melalui proses imbibisi. Apabila proses imbibisi sudah optimal, dimulailah perkecambahan.
Struktur yang pertama muncul, yang menyobek selaput biji adalah radikula yang merupakan calon akar primer. Radikula adalah bagian dari hipokotil. Pada bagian ujung sebelah atas terdapat epikotil (calon batang). Berdasar letak kotiledonnya, ada dua jenis perkecambahan yaitu tipe epigeal, dan tipe hipogeal.

Perkecambahan tipe hipogeal

Perkecambahan tipe epigeal

Pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder

Biji yang sudah berkecambah akan segera diikuti oleh pertumbuhan primer karena pada pucuk dan ujung akar terdapat jaringan yang bersifat meristematik (selalu membelah). Pemanjangan ujung akar dan ujung batang tersebut disebut pertumbuhan primer. Pada tumbuhan dikotil terdapat jaringan kambium yang merupakan meristem sekunder akan menyebabkan terjadinya pertumbuhan sekunder (membesar). Kambium akan membelah ke arah luar membentuk kulit kayu (floem), dan membelah ke arah dalam membentuk kayu (xilem). Pada monokotil tidak terdapat kambium sehingga hanya mengalami pertumbuhan primer saja. Pertumbuhan primer dan sekunder berlangsung terus menerus selama tumbuhan tersebut hidup.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan

Pertumbuhan pada tumbuhan dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

a.    Faktor luar

Faktor luar adalah materi atau hal-hal yang terdapat diluar tanaman yang berdampak pada tanaman itu, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Termasuk ke dalam faktor luar adalah cahaya, temperatur, air, garam-garam mineral, iklim, gravitasi bumi, dan lain-lain. 

1. Nutrisi

Tumbuhan memerlukan unsur mineral dengan jumlah tertentu. Unsur yang diperlukan dalam jumlah banyak disebut unsur makro, sedangkan unsur yang diperlukan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro.

2. Cahaya

Cahaya mutlak diperlukan oleh semua tumbuhan hijau untuk melakukan fotosintesis, tetapi pengaruhnya terhadap pertumbuhan perkecambahan tumbuhan adalah menghambat, karena cahaya dapat menyebabkan terurainya auxin sehingga dapat menghambat pertumbuhan. Hal ini dapat dibuktikan apabila kita meletakkan dua kecambah, yang satu di tempat gelap dan yang lain di tempat terang. Dalam jangka waktu yang sama, kecambah di tempat gelap tumbuh lebih cepat tetapi tidak normal. Pertumbuhan yang amat cepat di dalam gelap ini disebut etiolasi.

Pot kiri adalah perkecambahan normal, sedangkan sebelah kanan perkecambahan yang mengalami etiolasi

Pada tumbuhan terdapat pigmen yang disebut fitokrom, yang berfungsi mengontrol pertumbuhan dan perkembangan kloroplas, sintesis klorofil, pembentukan hormon tumbuhan (misalnya giberelin), dan pengaturan posisi daun terhadap sinar matahari. Selain itu, fitokrom berpengaruh juga terhadap fotoperiodisme, yaitu pengaruh lamanya pengaruh pencahayaan terhadap pertumbuhan dan pembentukan bunga.

Berdasarkan panjang dan intensitas penyinaran, tumbuhan dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu: 

1. Tumbuhan berhari pendek (shortday plant) : Berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih pendek daripada periode kritis. Contohnya: strawberry, dahlia, aster, dan krisatinum. 

2. Tumbuhan berhari panjang (longday plant) : berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih panjang daripada periode kritis. Contohnya: bayam selada, gandum, dan kentang. 

3. Tumbuhan netral (dayneutral plant) : Tidak dipengaruhi oleh lamanya periode penyinaran. Contoh: mawar, anyer, dan bunga matahari.

3. Suhu

Secara umum, suhu akan berpengaruh terhadap kerja enzim. Bila suhu terlalu tinggi, enzim akan rusak,  dan bila suhu terlalu rendah enzim menjadi tidak aktif.

4. Kelembaban atau kadar air

Sampai pada batas-batas tertentu, makin tinggi kadar air, pertumbuhan akan makin cepat. Karena lebih banyak kadar air yang diserap dan lebih sedikit yang diuapkan, akan menyebabkan pembentangan sel-sel, dengan demikian sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimalnya.Faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan 

5. Unsur hara

Kebutuhan unsur hara untuk proses pertumbuhan dan perkembangan:

1. Unsur makro
2. Unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak: C, H, O, N, S, P K, S, Ca, dan Mg
3. Unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit: Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl dan Ni
4. Unsur karbon diambil tumbuhan dalam bentuk CO2
5. Unsur hidrogen diambil tumbuhan dalam bentuk H2O
6. Oksigen diambil tumbuhan dalam bentuk CO2. H2O dan O2
7. Unsur C, H, dan O merupakan unsur utama penyusun Karbohidrat, lemak dan protein
8. Gejala Kekurangan unsur hara disebut defisiensi

6.  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
           

 7. pH
               pH sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuham. 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.

b.    Faktor dalam

Selain faktor genetik, yang termasuk faktor-faktor dalam adalah hormon-hormon yang terlibat dalam pertumbuhan tanaman. Hormon merupakan substansi yang dihasilkan oleh tumbuhan, biasanya dalam jumlah yang sangat sedikit yang berfungsi secara fisiologis mengendalikan arah dan kecepatan tumbuh bagian-bagian dari tumbuhan.

Berikut ini adalah macam-macam hormon pada tumbuhan beserta fungsinya:

       

1.  Auksin : Auksin dibentuk oleh ujung batang dan ujung akar. Auksin yang dihasilkan oleh ujung batang akan mendominasi pertumbuhan batang utama, sehingga pertumbuhan cabang relatif sedikit. Keadaan ini dikenal dengan istilah dominansi apikal (apical dominance). Dengan memotong ujung batang, dominansi apikal akan hilang, sehingga pertumbuhan cabang-cabang batang berjalan dengan baik. Auksin dapat terurai bila terkena cahaya. Bila suatu koleoptil dikenai cahaya dari samping, maka bagian koleoptil yang terkena cahaya auksinnya akan terurai sehingga pertumbuhannya lebih lambat daripada bagian koleoptil yang tidak terkena cahaya. Akibatnya koleoptil akan tumbuh membelok ke arah datangnya sinar. 
2.  Giberelin : Hormon ini berfungsi mengatur pemanjangan batang (ruas batang), juga pertumbuhan pucuk dan pembentukan buah. Secara umum fungsi giberelin adalah untuk merangsang pertumbuhan meraksasa dan terbentuknya buah tanpa biji (partenokarpi).
3.  Sitokinin : Hormon tumbuhan ini mempengaruhi pertumbuhan, pengaturan pembelahan sel, dan pemanjangan sel. Konsentrasi sitokinin dan auksin yang seimbang merupakan hal yang sangat penting dalam pertumbuhan tanaman. Sitokinin sendiri tampaknya mempunyai peranan dalam memperpanjang usia jaringan.
4.  Asam Absisat (= dormin) : Asam absisat ditemukan pada umbi-umbian dan biji-biji yang dorman, beberapa jenis buah-buahan, daun, dan jaringan tumbuhan lain. Secara fungsi asam absisat adalah mempercepat penuaan daun, merangsang pengguguran daun, dan memperpanjang masa dormansi (menghambat perkecambahan biji). 
5. Gas etilen : Buah yang sudah tua menghasilkan gas etilen yang dianggap sebagai hormon yang dapat mempercepat pemasakan buah yang masih mentah. Gas etilen meningkatkan respirasi sehingga buah yang asalnya keras dan masam, menjadi empuk dan berasa manis.
6.  Kalin: Kalin adalah hormon yang merangsang pembentukan organ tubuh. Berdasarkan organ yang dibentuknya, kalin dibedakan atas: Kaulokalin : merangsang pembentukan batangRhyzokalin : merangsang pembentukan akar. Sekarang telah diketahui bahwa rhyzokalin identik dengan vitamin B1 (thiamin)Filokalin : merangsang pembentukan daunAntokalin : merangsang pembentukan bunga  
7. Asam traumalin : Batang atau akar tumbuhan dapat mengalami luka. Tumbuhan memiliki kemampuan untuk memperbaiki bagian yang luka, disebut daya restitusi atau regenerasi. Peristiwa ini terjadi dengan bantuan hormon luka atau kambium luka atau asam traumalin. Lukaluka yang terjadi dapat tertutup kembali dengan membentuk jaringan kalus dan jaringan yang rusak dapat diganti dengan yang baru. Bahkan dari luka pada bagian tertentu dari tubuh tumbuhan dapat tumbuh tunas baru.