MAKALAH PROSES PERTUMBUHAN, PERKEMBANGAN, DAN REPRODUKSI PADA TUMBUHAN
Yang dibimbing oleh : Dr. Sueb, M. Kes
Oleh
:
1. Farah Adibah Zuhri
(150341603252) (150341603252)
2. Miftahul Rohmah
(150341603883) (150341603883)
3. Septian D. P.
(150341600502) (150341600502)
Kelompok : 6
PRODI S1 PENDIDIKAN BIOLOGI JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MALANG 2015
1
Kata Pengantar Dengan mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, kami telah menyelesaikan makalah yang kami susun. Terimakasih kepada pihak-pihak yang telah menjadi sumber referensi bagi kami. Dan terimakasih kepada semua pihak yang telah mendukung makalah kami. Makalah berjudul “Proses Pertumbuhan, Pertumbuhan, dan Reproduksi tumbuhan” kami susun untuk memenuhi tugas mata kuliah biologi umum. Kami menyadari banyak sekali kekurangan dalam makalah kami dan terkesan jauh dari kata s empurna. Maka untuk perbaikan kedepan, kami memohon kritik dan saran agar kami dapat meningkatkan kualitas dalam karya kami. Semoga karya tulis ini bermanfaat bagi pembaca sekalian dan dapat menambah pengetahuan mengenai proses terjadinya pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi pada tumbuhan.
Malang, 19 Agustus 2015
Penyusun
2
DAFTAR ISI
Kata Pengantar...................................................................................................... 2 Daftar Isi............................................................................................................... 3 Abstrak..................................................................................................................4 Bab 1 Pendahuluan................................................................................................5 Latar Belakang.......................................................................................5 Rumusan Masalah..................................................................................6 Tujuan....................................................................................................6 Manfaat..................................................................................................6 Bab 2 Kajian Teori.................................................................................................7 Pertumbuhan Pada Tumbuhan...............................................................7 Perkembangan Pada Tumbuhan............................................................15 Reproduksi Pada Tumbuhan.................................................................19 Bab 3 Penutup......................................................................................................28 Daftar Rujukan....................................................................................................29
3
Abstrak Tumbuhan mengalami beberapa tahapan dalam hidupnya. Yakni pertumbuhan, perkembangan, serta reproduksi. Ketiga proses ini saling berkaitan dalam membentuk organorgan tubuh tumbuhan serta dalam usaha melestarikan keturunannya. Faktor internal maupun eksternal tumbuhan mempunyai pengaruh besar dalam membentuk variasi organ tubuh tumbuhan. Tumbuhan muda akan terus mengalami pembelahan dan pemanjangan sel yang menyebabkan tumbuhan bertambah besar dan tinggi. Serta diferensiasi dan morfogenesis yang membuat perbedaan bentuk dan perbedaan fungsi pada setiap organ tubuh tumbuhan. Adapun dalam upaya melestarikan jenisnya, tumbuhan melakukan reproduksi seksual maupun aseksual yang mengakibatkan jumlah tumbuhan bertambah banyak. Kata kunci : pertumbuhan, perkembangan, reproduksi.
4
BAB I PENDAHULUAN
1. LATAR BELAKANG
Salah satu ciri dari makhluk hidup adalah mengalami proses pertumbuhan dan perkembangan. Kita dapat melihat pohon yang semula berupa biji kemudian menjadi pohon besar dan bertambah jumlahnya. Hal ini merupakan gambaran dari proses pertumbuhan, perkembangan serta reproduksi yang terjadi pada 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. Proses pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi berjalan secara simultan atau terjadi pada waktu yang bersamaan dan terkait satu sama lain. Pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi pada tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu faktor internal dan eksternal. Setiap bagian tubuh makhluk hidup pasti menjadi tempat daerah pertumbuhan dan perkembangan, termasuk pada tumbuhan bahkan hingga pada unit terkecil penyusun suatu makhluk hidup. Karena pada bagian inilah pertumbuhan terjadi sehingga menambah volume serta ukuran tubuh dari suatu makhluk hidup. Perbedaan yang terdapat pada sel penyusun antara sel hewan dan tumbuhan, membedakan kedua kelompok ini secara signifikan. Pada tumbuhan, daerah petumbuhan dapat terjadi pada dua tempat, yaitu pada daerah meristematik atau daerah pertumbuhan utama serta daerah pertumbuhan sekunder 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 i ndividu. Selama pertumbuhan, tumbuhan juga mengalami proses diferensiasi, pematangan organ, serta peningkatan menuju kedewasaan. Pada saat itulah, tumbuhan mengalami proses yang 5
disebut perkembangan. Serangkaian proses perubahan bentuk tumbuhan ini disebut juga morfogenesis. Dari hasil perkembangan inilah tumbuhan menjadi semakin dewasa dan lengkap organnya. Proses pembentukan organ tersebut disebut sebagai organogenesis, yang merupakan bagian dari proses perkembangan atau morfogenesis. Kita juga dapat melihat sebatang pohon yang semula berbentuk biji kemudian tumbuh tinggi dan berkembang menjadi pohon yang lebat lalu kemudian akan berbunga dan berbuah lalu tumbuh pohon baru. Hal tersebut merupakan proses reproduksi agar pohon tersebut dapat melestarikan jenisnya. Proses perkembangbiakan juga salah satu ciri tumbuhan sebagai makhluk hidup untuk mempertahankan jenis-jenisnya. Oleh karena itu berkembangbiak merupakan ciri yang melekat pada jenis/ species. Artinya selama jenis/ species itu mampu berkembangbiak maka jenis tersebut tetap eksis atau ada , tetapi bila jenis sudah tidak mampu berkembangbiak maka jenis tersebut akan punah. Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan menarik sekali untuk dikaji. Dikarenakan dalam kehidupan kita tidak bisa lepas dari tumbuhan. Tumbuhan mempunyai peran yang sangat vital bagi kelangsungan hidup makhluk hidup baik manusia maupun hewan. Sebagai mana yang kita tahu tumbuhan menghasilkan oksigen dan sumber makanan bagi organisme lain seperti manusia dan hewan.
2. RUMUSAN MASALAH
2.1 Bagaimana proses pertumbuhan pada tumbuhan? 2.2 Bagaimana proses perkembangan pada tumbuhan? 2.3 Bagaimana proses reproduksi yang terjadi pada tumbuhan?
3. TUJUAN
2.1 Untuk megetahui proses terjadinya pertumbuhan pada tumbuhan. 2.2 Untuk megetahui proses terjadinya perkembangan pada tumbuhan. 2.3 Untuk megetahui proses reproduksi yang terjadi pada tumbuhan.
4. MANFAAT
4.1 Menambah pengetahuan mengenai proses pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi yang terjadi pada tumbuhan.
6
Bab II Kajian Teori 1. PERTUMBUHAN PADA TUMBUHAN
Pertumbuhan adalah proses pertambahan volume, massa dan tinggi yang bersifat irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula) karena adanya pembesaran sel dan pertambahan jumlah sel atau pembelahan sel (pembelahan mitosis) atau keduanya. Selain itu, pertumbuhan juga bersifat kuantitatif karena pertumbuhan dapat diketahui dengan mengukur besar dan tinggi batang, menimbang massa sel baik berupa berat kering maupun berat basahnya, menghitung jumlah daun, jumlah bunga maupun jumlah buahnya. Setiap tumbuhan kecil yang khas bisa terdiri dari miliaran sel, ada yang besar, dan juga terdapat sel yang kecil ada yang terspesialisasi dan ada juga yang tidak terspesial isasi. Pertumbuhan yang terjadi selama kehidupan tumbuhan merupakan hasil dari pembelahan sel dan ekspansi sel. Setelah fase perkecambahan, tumbuhan akan tumbuh membentuk akar, batang dan daun. Setelah tanaman memiliki daun yang sempurna, akar tumbuhan segera berfungsi sebagai organ penyerap unsur-unsur hara dari media tanamnya. Pertumbuhan pada tanaman dibedakan menjadi pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. a. Pertumbuhan Primer
Jaringan khusus yang mengalami pertumbuhan dengan cara pembelahan dan pembesaran sel, disebut meristem. Sel-sel pada jaringan meristem p rimer membelah terusmenerus, 1 sel menjadi 2 sel, 2 sel menjadi 4 sel, 4 sel menjadi 8 sel, 8 sel menjadi 16 sel dan seterusnya. Hal inilah yang disebut pertumbuhan primer. Selain membelah, sel juga mengalami penambahan ukuran (membesar dan memanjang). Pertumbuhan primer terjadi pada ujung akar dan ujung batang. Pada jaringan meristem ini terdapat bagian titik tumbuh akar dan titik tumbuh batang.
Titik tumbuh akar
Akar (root) adalah organ multiselular yang menambatkan tumbhan vaskular ke dalam tanah, mengabsorpsi mineral dan air, dan seringkali menyimpan karbohidrat. Ujung akar akan tertutup oleh tudung akar (root cap) mirip bidal yang melindungi meristem apikal yang rapuh saat akar menembus tanah yang abrasif selama pertumbuhan primer. Pertumbuhan tepat terjadi di belakang ujung akar dalam ketiga zona sel pada tahap-tahap pertumbuhan primer yang
7
berurutan. Dimulai dari bagian ujung terdapat zona pembelahan sel, zona pemanjangan, dan zona diferensiasi. Ketiga zona tersebut dipisahkan namun tanpa adan ya batas yang jelas. Zona pembelahan sel mencakup meristem apikal akar dan deviratnya. Sel-sel akar baru dihasilkan di zona ini, termasuk tudung akar. Biasanya sekitar satu mi limeter dibelakang ujung akar terdapat zona pemanjangan. Pemanjangan sel dalam zona ini mendorong ujung akar lebih jauh kedalam tanah. Sementara itu, meristem apikal akar ter us menambahkan sel-sel ke ujung yang lebih muda pada zona pemanjangan. Pada zona diferensiasi atau zona pematangan, selsel menyelesaikan diferensiasinya dan menjadi tipe-tipe sel yang berbeda.
Pertumbuhan primer akan menghasilkan epidermis, jaringan dasar,dan jaringan vaskular. Menunjukkan irisan melintang ketiga sistem jaringan primer pada ak ar muda sejenis eudikotil (raununculus atau buttercupea) dan sejenis monokotil ( zea atau jagung). Air dan mineral yang diabsorpsi dari tanah harus masuk melalui epidermis akar. Rambut akar yang melakukan sebagian area permukaan sel-sel absorpsi, meningkatkan proses ini dengan meningkatkan area permukaan sel-sel epidermis. Pada kebanyakan akar,setele adalah silinder vaskular, inti padat dari sxilem dan floem pada sebagian besar akar eudikotil, xilem memiliki penampilan mirip bintang dan floemnya menempati bagian di antara lengan-lengan ‘bintang’ dari xilem. Sedangkan, akar monokotil, jaringan vaskular terdiri dari sebuah inti pusat dari sel-sel parenkim yang dikelilingi oleh sebuah cincin xilem dan cincin floem.
8
Jaringan dasar akar, terutama tersusun atas sel-sel parenkim, mengisi korteks, yaitu wilayahdi antara silinder vaskular dan epidermis. Lapisan korteks yang paling dalam disebut endodermis.
Titik Tumbuh Batang
Titik tumbuh batang terdapat pada ujung batang. Ujung batang merupakan jaringan meristem yang sel-selnya aktif membelah. Pada ujung batang terdapat meristem apikal sebagai daerah pertumbuhan. Jaringan meristem membelah membentuk bangunan seperti kubah. Jaringan meristem pada batang dibagi menjadi 2 yaitu meristem embrional dan meristem kambium. Meristem embrional ditemukan pada saat
perkecambahan, sedangkan meristem kambium ditemukan setelah tanaman tumbuh dan berkembang secara lengkap. Primordia daun tumbuh di kanan kiri meristem apikal. Tunas samping yang akan membentuk cabang disebut tunas aksiler. Batang memiliki daerah pemanjangan dan daerah diferensiasi. Daerah pembelahan pada bata ng yang sedang tumbuh lebih jauh letaknya dari ujung, dibandingkan dengan daerah pembelahan pada akar. Pada beberapa jenis Gymnospermae (tumbuh an berbiji terbuka) dan dikotil terletak beberapa sentimeter di bawah ujung.Pertumbuhan primer batang dapat diukur menggunakan alat yang disebut auksanometer .
9
(a) Gambar pertumbuhan primer pada batang
(b) Gambar pertumbuhan primer pada daun
b. Pertumbuhan Sekunder Telah disebutkan sebelumnya bahwa ujung akar dan ujung batang memiliki jaringan meristem yang mengalami proses pembelahan, pemanjangan, dan diferensiasi. Sebagai hasil diferensiasi sel-sel ujung akar dan ujung batang, dihasilkan jaringan epidermis, jaringan dasar dan stele yang kesemuanya adalah jaringan permanen. Jaringan kambium masih tetap bersifat meristematik. Jaringan kambium memiliki kemampuan membelah ke arah dalam, membentuk xilem sekunder dan ke arah luar membentuk floem sekunder. Dengan penambahan sel sekunder ini mengakibatkan batang bertambah besar. Pembelahan sel-sel jaringan kambium dipengaruhi oleh musim. Pada musim penghujan terbentuk lapisan yang lebih tebal, sebaliknya pada musim kemarau lapisan yang dibentuk lebih tipis. Dengan demikian, selama satu tahun terdapat dua
10
lapisan. Perbedaan ketebalan pertumbuhan membentuk garis melingkar (membentuk lingkaran) dan disebut lingkaran tahun. Dengan mengamati lingkaran tahun, dapat diketahui umur tanaman tersebut. Pertumbuhan yang diakibatkan adanya pembelahan sel-sel pada jaringan kambium inilah yang disebut pertumbuhan sekunder.
c. 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 11
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:
Tumbuhan berhari pendek (shortday plant) : Berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih pendek daripada periode kritis. Contohnya: strawberry, dahlia, aster, dan krisatinum.
Tumbuhan berhari panjang (longday plant) : berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih panjang daripada periode kritis. Contohnya: bayam selada, gandum, dan kentang.
12
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. 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:
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.
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). 13
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.
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).
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.
Kalin: Kalin adalah hormon yang merangsang pembentukan organ tubuh. Berdasarkan
organ yang dibentuknya, kalin dibedakan atas: o
Kaulokalin : merangsang pembentukan batang
o
Rhyzokalin : merangsang pembentukan akar. Sekarang telah diketahui bahwa rhyzokalin identik dengan vitamin B1 (thiamin)
o
Filokalin : merangsang pembentukan daun
o
Antokalin : merangsang pembentukan bunga
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. Luka-luka 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
2. PERKEMBANGAN TUMBUHAN
Perkembangan sebagai proses perubahan secara kualitatif atau mengikuti pertumbuhan tanaman/bagian-bagiannya. Proses hidup yang terjadi di dalam tanaman yang meliputi pertumbuhan, diferensiasi sel, dan morfogenesis. Tiga proses inilah yang membuat sel telur
14
yang telah dibuahi menjadi sebuah tumbuhan. Salah satu contoh dari proses perkembangan tumbuhan adalah perubahan dari fase vegetatif ke fase generatif. Hal ini ditandai dengan terbentuknya bunga. a. Pertumbuhan Dengan meningkatkan jumlah sel, pembelahan sel pada meristem-meristem meningkatkn potensi untuk pertumbuham sel. Akan tetapi ekspansi sel-lah, terutama pemanjangan sel, yang bertanggung jawab terhadap peningkatan ukuran. Pertambahan ukuran sel mempunyai batas yang diakibatkan hubungan antara volume dan luaspermukaan. Pertambahan protoplasma berlangsung melalui suatu rentetan peristiwa yang meliputi antara lain pembentukan karbohidrat (prosesfotosintesis), proses absorbsi, translokasi, metabolisme, respirasi.
b. Diferensiasi Diferensiasi adalah suatu situasi dimana sel-sel meristematik berkembang menjadi dua atau lebih macam sel/jaringan/organ tanaman yang secara kualitatif berbeda satu dengan yang lainnya. Merupakan proses hidup yang menyangkut transformasi sel tertentu ke sel-sel yang lain menurut spesialisasinya (baik spesialisasi dalam hal proses biokimia, fisiologi, maupun struktural). Misalnya pembentukan jaringan xylem dan phloem. Sel-sel dari suatu organisme yang sedang berkembang dapat menyintesis protein-protein yang berbeda dan mengalami divergensi struktur dan fungsi walau mereka mempunyai genom yang sama. Diferensiasi selular sangat bergantung pada pada kontrol ekspresi gen sehingga menghasilkan protein-protein spesifik. Aktivasi atau inaktivasi gen-gen spesifik yang terlibat dalam diferensiasi selular sangat bergantung pada informasi posisi sel. Dalam proses pembentukan suatu organ, pola-pola pembelahan sel dan ekspansi sel memengaruhi
diferensiasi
sel-sel
dengan
menempatkan
mereka
pada
lokasi-lokasi
spesifikrelatif terhadap sel-sel lain. Dengan demikian, informasi posisi mendasari semua proses perkembangan yang meliputi pertumbuhan, morfogenesis, dan diferensiasi. Proses diferensiasi mempunyai tiga syarat, yaitu 1. Hasil assimilasi yang tersedia dalam keadaan berlebihan untuk dapat dimanfaatkan pada kebanyakan kegiatan metabolisme. 2. Temperatur yang menguntungkan 3. Terdapat sistem enzim yang tepat untuk memperantarai proses diferensiasi.
15
c. Morfogenesis Morfogenesis merupakan proses hidup yang menyangkut interaksi pertumbuhan dan diferensiasi oleh beberapa sel yang memacu terbentuknya organ. Morfogenesis harus terjadi agar perkembangan berlanjut dengan benar, artinya sel-sel harus terorganisasi ke dalam susunan multiselular dari jaringan-jaringan dan organ-organ. Perkembangan strukturyang spesifik pada pada lokasi spesifik disebut pembentukan pola ( pattern formation). Banyak ahli biologi perkembangan memostulasikan bahwa pembentukaorn pola ditentukan oleh informasi posisi ( positional information) dalam bentuk sinyal-sinyal yang secara kontinu mengindikasikan pada setiap sel tentang lokasi keberadaannya di dalam sebuah struktur yang sedang berkembang. Berdasarkan hipotesis ini, setiap sel di dalam organ yang sedang berkembang merespons informasi posisi dari sel-sel tetangga dengan berdiferensiasi menjadi tipe sel tertentu yang terorientasi ke arah tertentu. Salah satu tipe informasi posisi dihubungkan dengan polaritas (polarity), yaitu kondisi yang memiliki perbedaan struktural atau kimiawi pada ujung-ujung yang berseberangan dari suatu organisme. Tumbuhan biasanya memiliki satu sumbu, dengan ujung akar dan ujung tunas. Polaritas semacam itu paling jelas terlihat dalam perbedaan morfologis , namun juga terwujud dalam sifat-sifat fisiologis, termasuk pergerakan searah dari hormon auksin dan kemunculan akar dan tunas adventisia dari ‘cangkokan’. Akar adventisia muncul dari ujung tunas cangkokan akar. Morfogenesis pada tumbuhan, seperti pada organisme multis elular yang lain, seringkali berada di bawah kontrol gen-gen homeotik, yaitu gen-gen regulator utama yang memediasi banyak peristiwa penting dalam perkembangan suatu individu, misalnya inisiasi perkembangan organ. Sebagai contoh produk protein gen KNOTTED-1, yang ditemukan pada banyak spesie s tumbuhan, penting di dalam perkembangan morfologi dun, termasuk pembuatan daun majemuk. Jika gen KNOTTED-1 terekspresikan dalam kuantitas yang lebih besar di dalam genom tumbuhan tomat, daun majemuk yang normal menjadi ‘super -majemuk’.
d. Fase-Fase Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman
Menurut Michurin, secara garis besar pertumbuhan dan perkembangan tanaman dibagi dalam 4 (empat) fase, yaitu : 1. Fase Embryonis 2. Fase Muda (Juvenil/Vegetatif) 16
3. Fase Dewasa(Mature/Reproduktif/Generatif) 4. Fase Menua dan Aging (Senil/Senescence)
Fase Embryonis Fase embryonis dimulai dari pembentukan zygote sampai terjadinya
embrio, yang terjadi di dalam bakal biji (ovule). Dari z ygote diikuti dengan pembelahan sel, sesudah itu terjadi pengembangan sel. Fase embryonis tidak terlihat sencara nyata (tidak tergambar dalam kurve) dalam pertumbuhan tanaman, karena berlangsungnya di dalam biji.
Fase Muda (Juveni//Vegetatif) Fase muda dimulai sejak biji mulai berkecambah, tumbuh menjadi bibit dan dicirikan
oleh pembentukan daun-daun yang pertama dan berlangsung terus s ampai masa berbunga dan atau berbuah yang pertama. Perkecambahan merupakan satu rangkaian yang komplek dari perubahan-perubahan morfologis, fisiologis, dan biokimia. Proses perkecambahan meliputi beberapa tahap, yaitu : 1. Imbibisi Yaitu proses penyerapan air oleh benih sehingga kulit benih melunak dan terjadinya hidrasi dari protoplasma. 2. Perombakan cadangan makanan di dalam endosperm 3. Perombakan bahan-bahan makanan yang dilakukan oleh enzym.( amilase, protease, lipase) - Karbohidrat dirombak menjadi glukosa. - Protein dirombak menjadi asam amino - Lemak dirombak menjadi asam lemak dan gliserol. 4. Translokasi makanan ke titik tumbuh. Setelah penguraian bahan-bahan karbohidrat, protein, dan lemak menjadi bentuk bentuk yang terlarut kemudian ditranslokasikan ke titik tumbuh.
5. Pembelahan dan pembesaran sel. Assimilasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik menghasilkan energi bagi kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel-sel baru. 6. Munculnya radikel dan plumula. Akhirnya radikel dan plumula muncul dari kulit benih.
17
Menua dan Aging ( Senil/Senescence )
Beberapa faktor luar dapat menghambat atau mempercepat terjadinya senescence, misaln ya : 1. Penaikan suhu, keadaan gelap, kekurangan air, dapat mempercepat terjadinya senescence daun. Adapun penghapusan bunga atau buah akan menghambat senescence tanaman. 3. Pengurangan unsur-unsur hara dalam tanah, air, penaikan suhu, berakibat menekan pertumbuhan tanaman yang berarti mempercepat senescence
Macam-macam bentuk senescence Senescence pada tanaman dapat mengikuti beberapa pola : 1. Senescence yang meliputi keseluruhan tubuh tanaman (overall senescence). Akar dan bagian tanaman di atas tanah mati semua. Tanaman mati sesudah menyelesaikansatu siklus kehidupannya. 2. Senescence yang meliputi hanya bagian tanaman di atas tanah (top senescence). Bagian tanaman di atas tanah mati, sedangkan bagian tanaman yang berada di dalam tanah tetap hidup. 3. Senescence yang meliputi hanya daun-daunnya (deciduous senescence). Tanaman menggugurkan semua daun-daunnya, sementara organ tanaman lain t etap hidup. 4. Senescence yang meliputi hanya daun-daun yang terdapat di bagian bawah suatu tanaman. (progessive senescence).Tanaman hanya menggugurkan daun-daunnya yang terdapat di bagian bawah saja (daun-daun yang tua), sedang daun-daun yang lebih atas dan organ tanaman lain tetap hidup.
3. REPRODUKSI TUMBUHAN
Reproduksi pada tumbuhan berlangsung melalui 2 cara yaitu vegetatif dan generatif. Namun, tidak semua tumbuhan dapat melakukan reproduksi vegetatif. Ada tumbuhan yang hanya bereproduksi secara generatif saja. Reproduksi vegetatif pada tumbuhan sering disebut 18
juga propagasi vegetatif. Propagasi vegetatif dapat terjadi secara alami maupun dengan bantuan manusia. A.
Reproduksi Secara Vegetatif Alami
Ada beberapa cara tumbuhan melakukan propagasi vegetatif alami, antara lain dengan umbi lapis, umbi batang, rizom, tunas liar (adventif), tunas, geragih, spora, dan fr agmentasi.
Spora
Reproduksi dengan spora biasanya terjadi pada lumut dan tumbuhan paku. Spora tumbuhan lumut dibentuk oleh generasi sporofitnya, yaitu di dalam sporangium (kotak spora). Spora tumbuhan paku dihasilkan oleh daun fertile (sporofil) pada permukaan bawah daun fertile (sporofil) pada permukaan bawah daun atau di tepi-tepi daun. a.
Reproduksi Lumut (Bryophyta)
b.
Reproduksi Paku (Pterydophyta)
19
Fragmentasi
Fragmentasi adalah perkembangbiakan dengan cara memisahkan diri dari koloni induknya dan tumbuhan menjadi individu baru. Pada umumnya, fragmentasi terjadi pada ganggang hijau yang berbentuk filament, misalnya Hydrodictin sp.
Tunas
Biasanya tunas muncul pada tumbuhan yang telah dewasa (tua). Tunas ini dapat muncul dari akar, batang, atau daun. Pembentukan tunas batang misalnya terjadi pada tumbuhan bamboo, tebu, dan pisang. Tunas akar misalnya pada tumbuhan cemara, sukun, kesemek. Tunas daun pada tumbuhan cocor bebek. Tunas-tunas yang muncul selain pada batang dinamakan tunas adventif (liar).
Umbi lapis
Umbi lapis adalah batang yang tumbuh dibawah tanah. Bentuk umbi lapis menggelembung ,berair dan memiliki sisik-sisik daun yang berfungsi sebagai cadangan makanan.
20
Umbi lapis memiliki tunas samping (anak umbi lapis) yang tumbuh di antara daun. Tunas samping akan tumbuh menjadi individu baru dan memisahkan diri dari induknya. Tumbuhan yang membentuk umbi lapis antara lain bawang merah Daffodil.
Umbi batang (Tuber)
Umbi batang adalah batang yang menggelembung di bawah tanah. Umbi batang berisi cadangan makanan. Pada umbi batang terdapat mata tunas-mata tunas yang kelak tumbuh menjadi tumbuhan baru. Umbi batang terdapat antara lain pada kentang.
Rizom
Rizom adalah batang yang tebal dan tumbuh di bawah tanah. Pada rizom terdapat tunas, sisiksisik daun, dan antar ruas. Jika rizom terpisah dari induknya maka akan tumbuh menjadi individu baru. Rizom terdapat pada tumbuhan Zingiberaceae, bamboo, dahlia, dan beberapa jenis rumput.
Stolon (Geragih)
Stolon sering kita lihat pada rumput-rumputan liar. Stolon merupakan batang yang menjalar di permukaan atau di bawah tanah. Panjang stolon ini bisa bermeter-meter. Di sepanjang stolon tumbuh tunas-tunas liar yang kelak akan tumbuh menjadi indifidu baru. Stolon yang menjulur di atas tanah misalnya pegagan (Centella asiatic) dan stroberi (Fragraria fesca), sedangkan yang menjalar di bawah tanah misalnya rumput teki (Cypcrus rotundus). B.
Reproduksi Vegetatif Secara Buatan
Reproduksi secara buatan merupakan cara reproduksi dengan campur tangan manusia. Reproduksi cara ini bertujuan agar tumbuhan segera menghasilkan buah yang berkualitas dan dalam jumlah yang lebih banyak serta tahan terhadap serangan penyakit. Reproduksi secara buatan ini dapat melakukan bermacam-macam cara, antara lain stek, cangkok, mengenten, okulasi, dan merunduk. Stek Stek adalah cara perkembangbiakan dengan menggunakan potongan-potongan batang atau cabang, terutama pada daerah yang berbuku-buku, misalnya tanaman Hibiscus tiliaceus (waru) dan Saccharum officinarum (tebu). 21
Gambar Stek singkong ·
Cangkok
Cangkok adalah cara perkembangbiakan dengan membuang sebagian kulit dan kambium secara melingkar pada cabang batang, lalu ditutup dengan tanah yang kemudian dibungkus dengan pembalut (sabut atau pelastik). Setelah akar tumbuh , batang dipotong kemudian ditanam. Cangkok hanya dapat dilakukan pada tumbuhan yang tergolong dikotil, terutama buah-buahan.
Gambar Cara mencangkok ·
Mengenten
Mengenten adalah menyambung dua jenis tumbuhan yang -berbeda. Mula-mula biji tumbuhan disemaikan. Setelah tumbuh sebesar yang diinginkan, lalu dipotong dan disambung dengan potongan cabang/ranting jenis tumbuhan lain yang kualitasnya lebih baik dan diameter batangnya kurang lebih sama, lalu dibalut dan diikat dengan kuat.
22
Gambar Cara mengenten ·
Okulasi (Menempel)
Okulasi pada dasarnya sama dengan mengenten, tetapi tumbuhan yang ditaruh di atas hanya diambil mata tunasnya saja. Kedua macam tumbuhan yang diokulasi biasanya mempunyai kelebihan-kelebihan tersendiri, misalnya tumbuhan jeruk yang perakarannya kuat, buahnya sedikit dan kecil-kecil dengan tumbuhan jeruk yang perakaran lemah namun dapat berbuah banyak dan besar-besar.
Gambar cara mengokulasi ·
Merunduk
Merunduk adalah menundukkan cabang/batang tumbuhan hingga masuk ke dalam tanah. Pada bagian yang ditimbun tanah tersebut kemudian akan muncul akar. Setelah perakaran kuat, lalu batang dipotong dan dipisahkan dengan induknya.
23
Gambar cara merunduk Reproduksi vegetatif buatan yang memanfaatkan kemajuan teknologi adalah dengan system kultur jaringan. Kultur jaringan adalah menanam/mengkultur sel tumbuhan dalam medium buatan yang dilengkapi hormone. Dari sel tersebut akan tumbuh individu baru yang sama dengan induknya. Keuntungan-keuntungan reproduksi secara vegetatif buatan antara lain, sifat-sifat tumbuhan hasil reproduksi sama dengan sifat-sifat tumbuhan induknya dan cepat menghasilkan buah. Kekurangan-kekurangannya antara lain system perakaran kurang kuat, terutama yang dilakukan dengan stek atau cangkok; dan jika tanaman dipotong ranting-rantingnya maka dapat menyebabkan menurunnya pertumbuhan.
Perbedaan perkembangbiakan vegetatif dan generatif pada tumbuhan Jenis Keuntungan Perkembangbiakan Generatif – Tidak mudah tumbang
– Tidak mudah terserang Penyakit
Vegetatif
C.
Kerugian
– Sifat anak belum tentu sama dengan Induk
– Lama waktu untuk menghasilkan buah – Waktu berbuah cepat
– Mudah tumbang
– Sifat anak sama dengan sifat induk
– Mudah diserang penyakit
Reproduksi Generatif
Perkembangan khusus untuk tumbuhan Spermatophyta melalui dua peristiwa penting, yaitu penyerbukan dan pembuahan. Penyerbukan adalah sampainya serbuk sari di kepala putik untuk tumbuhan Gymnospermae.
24
Berdasarkan asal serbuk sari, penyerbukan dapat dibedakan menjadi beberapa macam, perhatikan tabel berikut ini!
Jenis penyerbukan
Asal serbuk sari
Autogami (penyerbukan sendiri)
Dari satu bunga yang sama
Geitonogami (penyerbukan
Dari bunga lain dalam satu pohon
tetangga) Alogami (penyerbukan silang)
Dari bunga pohon lain yang masih satu spesies
Bastar
Dari bunga lain yang berasal dari varietas lain
Gambar bagian-bagian bunga Agar serbuk sari sampai ke kepala putik maka dalam penyerbukan ada hal-hal yang menjadi perantaranya, antara lain angin, air, hewan, dan manusia. a. Angin (Anemogami) Anemogami adalah sampainya serbuk sari ke kepala putik dengan bantuan angina. Ciriciri bunga yang penyerbukannya secara anemogami adalah sebagai berikut: 1. bunga tidak berwarna cerah, biasanya hijau, dan tidak terdapat kelopak bunga 2. bunga tidak berbau 3. tidak memiliki kelenjar madu 4. benang sari bertangkai panjang dan berjumbai di luar bunga 5. putik melekat di tengah 6. serbuk sari sangat banyak, kecil seperti bubuk, kering, ringan, dan permukaannya halus 25
7. struktur bunga sederhana 8. putik berbentuk spiral atau pensil sehingga membentuk permukaan yang lebih besar untuk memudahkan menangkap serbuk sari. Anemogami dapat ter jadi pada rumput-rumputan. b. Air (Hidrogami) Hidrogami artinya sampainya serbuk sari ke kepala putik dengan bantuan air. Hidrogami lazim terjadi pada tumbuhan air, misalnya Hydrilla, ecen g gondok, dan teratai. c. Hewan (Zoidiogami) Penyerbukan dengan perantara hewan biasanya dilakukan oleh serangga, burung, kelelawar, dan siput. Hewan-hewan yang berperan dalam penyerbukan disebut polinator dan peristiwa penyerbukannya disebut polinasi.
Entomogami Entomogami adalah penyerbukan dengan perantara serangga. Entomogami biasanya terjadi
pada tumbuhan yang menghasilkan madu dan serbuk sari. Contoh hewannya, antara lain kupukupu, lalat, kumbang, dan lebah. Saat mengisap madu, tubuh serangga tertempel serbuk sari, dan jika serangga beralih ke bunga lain atau menyentuh kepala kepala putik tersebut sehingga terjadilah penyerbukan. Ciri-ciri bunga yang diserbuki oleh serangga adalah sebagai berikut: a. mahkota dan benang sari berwarna cerah b. memiliki kelenjar madu c. benang sari di dalam bunga d. anthera (kepala sari) bersatu di bagian dasar atau belakangnya e. serbuk sari hanya sedikit, besar seperti tepung, berat, lengket, dan kadang-kadang permukaannya berukir f. putik lengket dan kecil g. struktur bunga termodifikasi untuk tempat mendarat dan makan bagi serangga h. bunga berbau harum
Ornitogami
26
Ornitogami adalah penyerbukan dengan bantuan burung. Bunga yang dipolinasi oleh burung biasanya mengandung madu dan air, serta berwarna merah atau mengandung unsure warna merah karena burung peka terhadap warna ini. Selain itu, bentuk bunga yang diserbuki burung biasanya khusus. Contohnya, bunga yang diserbuki oleh burung kolibri memiliki tabung nectar yang panjang dan sempit. Burung kolibri menjilat madu dengan lidahnya yang tipis dan panjang.
Kelelawar (Kripterogami) Kripterogami adalah penyerbukan dengan bantuan kelelawar. Bunga yang dipolinasi oleh
kelelawar biasanya mekar di malam hari, berukuran besar, berwarna cerah, dan letaknya tidaknya tersembunyi.
Siput (Malakogami) Malakogami adalah penyerbukan yang terjadi dengan bantuan siput. Malakogami terjadi
pada tumbuhan yang sering dikunjungi siput.
Manusia (Antropogami) Antropogami adalah penyerbukan yang sengaja dilakukan oleh manusia, misalnya
penyerbukan pada bunga tumbuhan vanili dan beberapa jenis anggrek. Penyerbukan dengan perantara manusia biasanya dilakukan karena bunga tersebut tidak dapat menyerbuk sendiri atau karena manusia ingin melakukan persilangan buatan untuk mencari varietas-variet as baru.
27
BAB 3 PENUTUP Sebagai salah satu ciri makhluk hidup tumbuhan mengalami proses pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi. Pertumbuhan dibagi menjadi pertumbuhan primer dan sekunder dan dipengaruhi oleh beberapa faktor baik faktor internal maupun faktor eksternal. Perkembangan dibagi menjadi beberapa tahapan yaitu pertumbuhan, diferensiasi dan morfogenesis serta melalui beberapa fase. Reproduksi dibedakan reproduksi vegetatif dan generatif. Reproduksi vegetatif dibagi menjadi dua yaitu vegetatif alami dan buatan. Demikian makalah kami, apabila terdapat kesalahan kami mohon saran dan kritik membangun bagi kami. Semoga makalah ini dapat bermanfaat dan dapat dijadikan referesi dalam pembelajaran bab pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi pada tumbuhan.
28
Daftar Rujukan 1. Campbell, N.A, Reece,J.B, Urry,L.A, Cain,M.L,Waserman,S.A, Minorsky,Peter V.,dan Jackson, R.2008. Biology.Eight Edition. San Francisco: Benjamin Cummmings. 2. Campbell, Neil A., Mitchell, dan Reece. 2005. Biology, Concepts and Connections. California: Benjamin Cummings Publishing Company 3. UPI.
2008.
Pertumbuhan
dan
Perkembangan
Tumbuhan.
http://file.upi.edu/Direktori/SPS/PRODI.PENDIDIKAN_IPA/196307011988031SAEFUDIN/Pertumbuhan_dan_perkembangan_pada_tumbuhan.pdf. 19 Agustus 2015 4. Indrias,
Wari
D.2012.
Pertumbuhan
dan
Perkembangan
Tumbuhan.
http://www.authorstream.com/Presentation/Dhes_Chy-400151-pertumbuhan-dan perkembangan-tumbuhan-biologi-desy-indrias-wari-bio-ict-education-ppt-powerpoint/. 19 Agustus 2015 5. UNY.
2012.
Reproduksi
Tumbuhan.
http://eprints.uny.ac.id/9199/3/bab%202%20-
%2008308144024.pdf. 19 Agustus 2015 6. Khorori,Rahma,Amma.2013.Reproduksi Tumbuhan. http://bronosaurus.blogspot.com/2013/12/reproduksi-tumbuhan.html.18 Agustus 2015 7. Lipi. 2010. http://www.biomaterial.lipi.go.id/ilkomers2010materi/SEMESTER%20I/biologi/Kuliah_ 9-Struktur%20Tumbuhan.pdf. 19 Agustus 2015
29
