| Rabu, 13 Mei 2009 |
| modul |
PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN
PADA TUMBUHAN
1. Pengantar
Didalam modul pertama ini akan disajikan materi pokok ruang lingkup pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan saja , karena pertumbuhan dan perkembangan pada hewan sudah dibahas di kelas XI
Dalam konsep ini akan dibahas definisi pertumbuhan dan perkembangan, proses pertumbuhan,faktor pertumbuhan, pertumbuhan primer dan sekunder serta percobaan yang berhubungan dengan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan yang sangat berguna bagi siswa untuk mengembangkan rasa ingin tahu sehingga materi ini akan lebih berkesan. Modul ini juga dilengkapi gambar-gambar yang menarik yang relevan dengan materi serta sumber literatur dan situs internet yang disarankan.
Penulis selalu terbuka menerima saran-saran dan perbaikandalam penyempurnaan modul ini.
2. Standar Kompetensi ( SK )
Melakukan percobaan Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
3. Kompetensi Dasar ( KD )
1.1 Merencanakan percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan
1.2 Melaksanakan percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan
1.3 Mengkomunikasikan hasil percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan
4. Indikator
Setelah mempelajari modul ini diharapkan anda dapat :
1. Menjelaskan ciri-ciri tumbuh dan berkembang.
2. Membedakan ciri-ciri tumbuh dan berkembang.
3. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan.
4. Menjelaskan dampak kekurangan/kelebihan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan.
5. Menjelaskan variabel-variabel faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan.
6. Menentukan variabel yang berpengaruh dan variabel bebas terhadap percobaan yang dirancang.
7. Menjelaskan cara kerja/ fungsi alat yang digunakan untuk melakukan percobaan yang akan dibuat.
8. Menuliskan rancangan percobaan yang direncanakan
9. Menjelaskan pengertian pertumbuhan primer/sekunder.
10. Membedakan ciri-ciri pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder.
11. Menggambarkan struktur jaringan yang mengalami pertumbuhan primer/sekunder.
12. Menjelaskan akibat adanya pertumbuhan primer/sekunder.
13. Mengidentifikasi susunan jaringan yang mengalami pertumbuhan primer/sekunder.
14. Melakukan pengamatan atas percobaan yang dibuat.
15. Menghimpun data percobaan.
16. Menganalisis data hasil percobaan
17. Menjelaskan faktor-faktor internal yang mempengaruhi pertumbuhan.
18. Membedakan pengaruh faktor internal dan faktor eksternal pada pertumbuhan.
19. Menjelaskan keterkaitan antara faktor internal dan eksternal pada pertumbuhan
20. Melakukan seminar hasil percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan.
5. Kegiatan Belajar
Uraian Materi :
Pertumbuhan merupakan proses kenaikan volume karena adanya penambahan substansi yang tidak dapat balik ( irreversible ) dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif. Setiap makhluk hidup (organisma ) dicirikan dengan kemampuannya melakukan pertumbuhan selain bergerak, bereproduksi, iritabilita dan lain-lain. Perkembangan merupakan proses yang berjalan sejajar dengan pertumbuhan menuju ke kedewasaan atau tingkatan yang lebih sempurna, prosesnya tidak dapat diukur sehingga bersifat kualitatif. Pertumbuhan dan perkembangan terkait erat satu sama lainnya. Pertumbuhan merupakan peningkatan isi sel secara kuantitatif sedangkan perkembangan merupakan perubahan kualitatif dari sel. Jika pertumbuhan memusatkan tinjauan dari adanya perubahan struktur fisik maka perkembangan lebih memusatkan perhatiannya kepada pencapaian kedewasaan . Walaupun demikian antara pertumbuhan dan perkembangan berjalan sejajar. Pertumbuhan dicirikan adanya pertambahan volume sedangkan perkembangan dikatakan sudah dewasa ditandai dengan munculnya organ reproduksi misalnya bunga sedangkan pada hewan ditandai dengantelah siap kawin
Pada organisme uniseluler proses pertumbuhan ditandai dengan semakin besarnya ukuran sel dan semakin beratnya sel, keadaan demikian karena masuknya substansi dan air kedalam sel. Sel bertambah besar, bertambah berat dan terjadinya perubahan bentuk yang tidak dapat balik disebut sel sedang tumbuh. Perubahan bentuk akibat proses pertumbuhan disebut morfogenesis
Pada organisme multiseluler yang tubuhnya dibangun oleh banyak sel, pertumbuhannya merupakan proses yang kompleks dan dapat dibedakan menjadi 3 fase :
1. Fase pembelahan sel atau pembentukkan sel baru
Pada fase ini sel membelah ( secara mitosis ) menjadi banyak ( hiperplasia )
2. Fase pembesaran sel / pembentangan sel
Pada fase ini sel-sel anakan hasil pembelahan mitosis akan tumbuh membesar / membentang sampai ukurannya maksimal.Pada sel hewan hal ini terjadi karena adanya air dan substansi yang masuk kedalam sel serta berlangsungnya sintesis protoplasma, pada sel tumbuhan juga karena terbentuknya vakuola didalamnya (hipertropi )
3. Fase diferensiasi sel atau pematangan sel
Sel-sel yang telah terbentuk akan membentuk jaringan atau organ yang permanen sesuai dengan hereditasnya.
Sunflower seedlings, just three days after germination
A germinated seedling (Eranthis hyemalis) emerges from the ground
1. Kurva Pertumbuhan
Pertumbuhan dapat terjadi pada berbagai tingkatan organisasi biologi dari tingkatan komunitas hingga tingkatan organisasi molekuler. Apabila kecepatan pertumbuhan sel atau organ atau organisma secara menyeluruh dipelajari dengan cara mengukur panjang, lebar, luas, volume atau mengukur berat keringnya maka akan diperoleh pola pertumbuhan tertentu. Apabila pola pertumbuhan tersebut digambarkan dengan grafik, akan menunjukkan kurva berbentuk huruf S ( kurva sigmoid ) seperti berikut ini
Kurva pertumbuhan
a b c d
waktu
Kurva sigmoid dibedakan menjadi 4 bagian ( fase ).Fase pertama ( a ) pertumbuhan berlangsung lambat. Fase ( b ) pertumbuhan meningkat cepat. Selama fase kedua kecepatan pertumbuhan mencapai tingkatan maksimum.Disini kecepatan pertumbuhan sebanding dengan kandungan materi atau sebanding dengan jumlah dengan jumlah sel yang terbentuk. Titik c disebut titik infleksi atau titik awal perubahan kecepatan pertumbuhan yang cepat menjadi pertumnuhan yang lambat. Fase d adalah fase penurunan kecepatan pertumbuhan disebabkan beberapa faktor penghambat. Setelah fase penurunan dilanjutkan dengan fase statis yang ditandai tidak adanya perubahan pada parameter yang diukur.Pada kebanyakan hewan mamalia fase statis akan menurun ( mengecil ) merupakan tanda fisik dari ketuaan sesuai meningkatnya usia.
2. Mengukur Pertumbuhan
Untuk mengetahui pertumbuhan pada hewan dan tumbuhan dilakukan pengukuran panjang maupun berat sebelum dan sesudah pertumbuhan. Untuk mengukur perubahan panjang atau tinggi dapat dikerjakan langsung pada objek yang hendak diukur dengan alat pengukur misalnya penggaris, meteran, jangka sorong atau dapat pula menggunakan auxanometer. Untuk mengetahui adanya pertumbuhan dapat pula dilakukan pengukuran berat. Berat organisme dibedakan menjadi berat basah atau segar dan berat kering. Pengukuran berat basah lebih mudah sebab tidak memerlukan persiapan dan tidak melukai organisme yang diukur sehingga bisa dilakukan berulang-ulang, akan tetapi pengukuran berat basah tidak konstan sebab adanya fluktuasi kandungan air dalam sel.
Pengukuran pertumbuhan yang lebih valid adalah dengan mengukur berat kering organisme dengan cara pertama-tama sampel dikeringkan pada suhu 110 derajat Celsius di dalam oven sehingga air yang terkandung dalam tubuh organisme menguap. Setelah kering didinginkan dan ditimbang berulang sampai diperoleh berat konstan.
Jika dibandingkan antara berat kering mula-mula dengan berat kering pada selang beberapa waktu maka dapat diketahui ada atau tidaknya pertumbuhan.
3. Pola pertumbuhan
Pola pertumbuhan pada organisme dibedakan menjadi 2 yaitu :
a. Pertumbuhan Isometrik ( iso = sama, metrik = mengukur )
Pertumbuhan isometrik terjadi jika suatu organ tumbuh dengan kecepatan rata-rata sama dengan pertumbuhan sisa organ tubuh lainnya. Pada situasi yang demikian perubahan ukuran tubuh tidak disertai dengan perubahan bentuk tubuh atau bentuk luar organisme tersebut.Perbandingan ukuran tubuh denganbentuk tubuh tetap sama, misalnya pada ikan
Pada hewan kenaikan ukuran panjang sebesar % diikuti oleh kenaikan berat tubuh sebesar 33 %
b. Pertumbuhan allometrik ( allos = lain ,metrik = mengukur )
Yaitu jika suatu organ tumbuh dengan kecepatan berbeda dengan kecepatan pertumbuhan sisa tubuh lainnya. Perubahan ukuran akibat pertumbuhan diikuti perubahan perubahan bentuk organisme.
Pola pertumbuhan demikian terdapat pada mammalia yang menunjukkan hubungan antara pertumbuhan dan perkembangan. Perbandingan relatif berbagai struktur tubuh manusia yang berubah sebagai akibat perubahan simultan dari pola pertumbuhan dan perkembangan ditunjukkan pada gambar dibawah ini
4. Pertumbuhan terbatas dan tak terbatas
Pada tanaman semusim pertumbuhannya terbatas dan dapat digambarkan sebagai berikut :
Biji berkecambah pertumbuhan maksimum reproduksi tua mati
Ketika menjadi tua tanaman semusim mengalami pertumbuhan negatif. Beberapa organ tanaman juga menunjukkan pertumbuhan terbatas misalnya buah, organ reproduksi vegetatif, daun dan buku-buku batang. Sebaliknya tanaman keras ( berkayu ) pertumbuhannya tdak terbatas atau tdak pernah berhenti. Pada insekta,burung dan mammalia pertumbuhannya terbatas sedangkan pada invertebrata , ikan dan reptil pertumbuhannya tidak terbatas.
5. Pertumbuhan pada Tumbuhan
Tumbuhan bertambah tinggi dan besar disebabkan oleh 2 hal yaitu :
1. Pertambahan jumlah sel sebagai hasil pembelahan mitosis pada meristem ( titik tumbuh) dititik tumbuh primer dan sekunder
2. Pertambahan komponen-komponen seluler dan adanya diferensiasi sel, misalnya penyerapan air kedalam vakuola sel yang menyebabkan sel membesar serta terbentuknya jaringan, dan organ
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dimulai dengan perkecambahan biji . Kemudian kecambah berkembang menjadi tumbuhan kecil yang sempurna, yang kemudian tumbuh membesar. Setelah mencapai masa tertentu akan berbunga dan menghasilkan biji.
Berdasarkan lama hidupnya , tumbuhan dibedakan menjadi 3 yaitu :
1. Tumbuhan semusim / tahunan ( annual )
yaitu tumbuhan yang masa hidupnya kurang dari setahun atau maksimal satu tahun contohnya tanaman palawija
2. Tumbuhan dua tahunan / dwi tahunan ( biennial )
yaitu tumbuhan yang mulai tumbuh sampai menghasilkan biji memerlukan waktu dua tahun misalnya tanamat Bit
3. Tumbuhan Menahun ( perennial )
Yaitu tumbuhan yang umurnya mencapai puluhan bahkan ratusan tahun misalnya tumbuhan berkayu.
6 Perkecambahan
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan berbiji dimulai dengan perkecambahan. Perkecambahan adalah munculnya plantula ( tanaman kecil dai dalam biji ), prosesnya melibatkan proses fisika dan kimia yaitu :
1. Proses Fisika.
Proses perkecambahan diawali dengan peristiwa imbibisi yaitu biji menyerap air akibat dari potensial air rendah pada biji yang kering
2. Proses Kimia
Dengan masuknya air, biji mengembang dan kulit biji akan pecah. Air yang masuk mengaktifkan embrio untuk melepaskan hormon giberelin ( GA ). Hormon ini mendorong aleuron ( lapisan tipis bagian luar endosperma) untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim. Enzim ini bekerja menghidrolisis cadangan makanan yang terdapat dalan kotiledon. Proses ini menghasilkan molekul yang larut dalam air misalnya enzim amilase menghidrolisis pati dalam endosperma menjadi gula. Selanjutnya gula dan senyawa lainnya diserap dari endosperma dan kotiledon selama pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman.
Leubner-Metzger et al. (1995)
Perkecambahan biji dapat dibedakan menjadi 2 jenis sebagai berikut:
1. Perkecambahan diatas tanah ( epigeal )
Yaitu jika terjadi pembentangan ruas batang dibawah daun lembaga atau hipokotil sehingga mengakibatkan daun lembaga dan kotiledon terangkat kepermukaan tanah misalnya pada kacang hijau ( Phaseolus radiatus )
2. Perkecambahan dibawah permukaan tanah ( hipogeal )
Yaitu jika terjadi pembentangan ruas batang teratas ( epikotil ) sehingga daun lembaga ikut tertarik keatas tanah tetapi kotiledon tetap didalam tanah, misalnya pada jagung ( Zea mays )
7. Pertumbuhan primer dan sekunder
a. Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan primer pada tumbuhan hanya terjadi pada bagian tertentu saja, yaitu pada bagian yang aktif membelah dan tumbuh. Bagian tersebut adalah jaringan meristem yang terdapat pada titik tumbuh diujung akar, batang dan lingkaran kambium
Titik tumbuh akar adalah bagian pada jaringan meristem yang memiliki tudung akar ( kaliptra ). Tudung akar berperan untuk menembus tanah. Pada daerah titik tumbuh ini terdapat jaringan meristem yang aktif. Jaringan meristem ini berfungsi sebagai cadangan makanan untuk membantu proses pemanjangan akar. Berdasarkan struktur jaringan meristem sel penyusun akar tumbuhan, titik tumbuh akar dikelompokkan menjadi daerah pembelahan sel, daerah pemanjangan sel dan daerah diferensiasi. Daerah pembelahan sel tedapat pada ujung akar, pada daerah ini sel membelah secara cepat. Pada daerah pemanjangan, sel mengalami pemanjangan dan mulai mengalami proses difenensiasi didalam strukturnya. Ada bagian yang menjadi protoderm, meristem dasar dan prokambium. Protoderm adalah jaringan yang akan menjadi epidermis. Meristem dasar adalah bagian yang dibentuk untuk menjadi jaringan dasar.
Prokambium adalah jaringan yang dibentuk untuk menjadi stele ( silinder pusat ). Pada daerah diferensiasi , proses organogenesis telah berjalan sempurna sehingga lapisan epidermis telah terdiferensiasi dengan jelas dan tekah memiliki bulu bulu akar. Bulu bulu akar berfungsi menyerap air dan unsur hara dari dalam tanah . Oleh karena proses diferensiasi pertama kali terjadi didaerah tersebut maka sering disebut sebagai Jaringan primer. Pertumbuhan akan menyebabkan terjadinya pemanjangan pada sel sel akar.
Titik tumbuh batang adalah jaringan meristem pada batang yang berfungsi untuk tumbuhnnya batang. Titik tumbuh batang dapat kita amati pada tumbuahan yang memiliki tunas berupa kuncup. Jaringan meristem yang membelah membentuk massa berbentuk kubah. Apabila daun muncul dari kuncup tunas, disebut primordia. Tunas samping yang dibentuk akan menjadi cabang batang . Batang juga memiliki daerah pemanjangan sel. Pada daerah ini jaringan yang dibentuk akan mengalami prosese diferensiasi seperti pada akar. Jaringan meristem batang dibagi menjadi 2 kelompok yaitu meristem embrional dan meristem kambium. Meristem embrional ditemukan saat perkecambahan sedangkan meristem kambium ditemukan pada tumbuhan yang sudah mengalami pertumbuhan dan perkembangan secara sempurna.
b. Pertumbuhan sekunder
Setelah mengalami pertumbuhan primer , selanjutnya pertumbuhan mengalami pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder akan mengakibatkan bertambah besarnya diameter batang pada tumbuhan biji terbuka ( Gymnospermae ) dan dikotil ( tumbuhan berkeping biji ganda ) sedangkan pada monokotil tidak terjadi pertumbuhan sekunder kecuali pada Palmae . Pada pertumbuhan sekunder yang aktif membelah adalah sel sel meristemyang terdapat pada kambium. Kambium terletak antara xilem dan floem. Pembelahan terjadi secara radial yaitu pembelahan sel yang terdapat disekitar xilem mengarah ke dalam dan sel sel yang terdapat di bagian floem mengarah keluar. Bagian tersebut disebut jaringan meristem kambium. Akibat pertumbuhan tersebut akan dibentuk xilem dan floem sekunder. Pertumbuhan jaringan ini akan membentuk formasi melingkar yang disebut lingkaran tahun. Aktivitas kambium yang membentuk xilem dan floem sekunder sering tidak seimbang dengan pertumbuhan kulit batang tumbuhan. Keadaan ini menyebabkan jaringan epidermis dan korteks luar menjadi pecah pecah dan rusak. Rusaknya jaringan ini akan menyebabkan terbentuknya jaringan gabus ( felogen ) . Felogen akan membentuk felem kearah luar dan feloderm kearah dalam . Felem adalah sel sel mati yang disebut lapisan gabus sedangkan feloderm berupa sel sel hidup dan disebut juga korteks sekunder . Pada beberapa tempat di jaringan gabus membentuk celah gabus yang disebut lentisel dan berfungsi sebagai tempat masuknya air da udara ke dalam sel sel tumbuhan.
Monocot stem (left) and dicot stem (right).
Detail of monocot vascular bundle.
Detail of dicot vascular bundle.
8. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Pertumbuhan dan perkembangan merupakan proses yang saling berhubungan, merupakan hasil interaksi antara faktor luar ( Eksternal ) dan faktor dalam ( internal ). Interaksi tersebut menghasilkan penampilan ( Fenotip ) seperti yang kita lihat.
a. Faktor Eksternal
Faktor eksternal adalah hal-hal yang terdapat diluar tanaman yang berpengaruh pada tanaman itu baik secara langsung maupun tidak langsung, yang termasuk faktor eksternal adalah :
1. Nutrisi
Unsur yang diperlukan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro, sedangkan unsur yang diperlukan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro. Kekurangan dan kelebihan salah satu unsur baik unsur makro maupun unsur mikro dapat menyebabkan terganggunya proses metabolisme. Berikut adalah tabel unsur makro dan mikro serta gejala defisiensi unsur tersebut :
Unsur Bentuk Molekul Kepentingan bagi Tumbuhan Gejala defisiensi
Unsur Makro
Karbon CO2 Molekul molekul organik dalam sel tumbuhan
Oksigen H2O , O2 Molekul organik dan anorganik dalam sel
Nitrogen NO3, NH4- Pembentuk protein dan asam nukleat, hormon, koenzim Daun pucat,klorosis, pertumbuhan terhenti.
Kalium K+ Kofaktor fungsional dalam sintesa protein, osmosis, keseimbangan ion dalam sel Klorosis, pinggir daun coklat, akar dan batang kerdil/ lemah
Kalsium Ca++ Sintesis dinding sel, kofaktor enzim, perbaikan struktur membran Menghambat pertumbuhan di daerah meristem
Magnesium Mg++ Bagian dari molekul klorofil, berfungsi pada sintesis protein, berlaku sebagai kofaktor enzim. Klorosisi pada daun tua,terdapat bercak merah atau ungu
Fosfor HPO4- ; H2PO4- Bagian dari asam nukleat dan fosfolipid, ATP dan beberapa koenzim Menghambat pertumbuhan, daun tua berwarna hijau tua
Sulfur ( belerang ) SO4- Bagian dari jenis-jenis protein, koenzim Klorosis dan daun kuning
Unsur Mikro
Klorin Cl- Keseimbangan tekanan osmotik sel, reaksi fotosintesis Tanaman layu, menghambat pertumbuhan akar, produksi buah kurang , klorosis
Besi Fe3+ ; Fe2+ Bagian dari enzim penting ( sitokrom ), sintesis klorofil Daun muda klorosis, batang pendek dan ramping
Boron H2BO3 Berguna bagi transportasi karbohidrat dan sintesis asam nukleat Meristem apikal batang dan akar mati, daun menggulung
Mangan Mn++ Enzim dalam siklus Krebs, pembebasan Oksigen pada Fotosintesis Klorosis
Seng Zn++ Aktif dalam pembentukkan klorofil, mengaktifkan beberapa enzim Ukuran daun mengecil, klorosis.
, pemendekkan internodus
Tembaga Cu+ ; Cu++ Kofaktor enzim, diperlukan dalam transpor elektron fotosintesis Daun hijau tua, ujungnya kering, menggulung
Molybdenum Mo4- Fiksasi Nitrogen Klorosis, daun menggulung, daun muda mati
2. Cahaya
Cahaya merupakan syarat mutlak agar terjadi fotosintesis. Fotosintesis menghasilkan makanan , jika tidak ada cahaya tumbuhan tidak mendapatkan makanan. Akibatnya pertumbuhan dan perkembangannya akan terganggu. Terdapat gejala yang menarik tentang pengaruh cahaya terhadap perkecambahan dan pertumbuhan kecambah. Kecambah yang tumbuh ditempat gelap menunjukkan pertumbuhan yang cepat dengan batang yang lebih panjang, tetapi batangnya ramping dan daunnya tidak lebar serta pucat. Pertumbuhan yang cepat dalam keadaan gelap disebut Etiolasi. Sedangkan kecambah yang tumbuh ditempat terang tumbuh lebih lambat namun memiliki daun yang lebih hijau, lebar, serta batangnya yang lebih kokoh.
Pertumbuhan juga dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya. Hal ini dibuktikan oleh Hendricks dan Bortwick pada tahun 1954 . Hasil penelitiannya adalah bahwa cahaya yang berpengaruh terhadap pertumbuhan adalah spektrum merah ( 660 nm ). Adapun percobaan pada spektrum infra merah ( 730 nm ) memberikan hasil yang berlawanan dengan spektrum merah.
Selain dipengaruhi panjang gelombang cahaya, pertumbuhan terutama pembungaan juga dipengaruhi oleh lamanya penyinaran. Fenomena terpengaruhnya pertumbuhan oleh lamanya penyinaran dinamakan Fotoperiodisme. Gejala ini mencolok pada tumbuhan yang hidup didaerah empat musim.
Pembungaan pada tumbuhan berhubungan dengan periode kritisnya. Periode kritis kelompok tumbuhan berbeda-beda. Periode kritis tumbuhan berhari pendek ada pada jam ke 15 ½ , sedangkan periode kritis tumbuhan berhari panjang ada pada jamke 11.
Berdasarkan lamanya penyinaran , tumbuhan dibedakan menjadi 3 macam :
1. Tumbuhan berhari pendek ( short-day plant )
Yaitu tumbuhan yang akan berbunga pada musim dimana siang harinya lebih pendek daripada periode kritisnya ( misalnya pada musim gugur ), contoh tumbuhan berhari pendek adalah Dahlia, Strawberi, bunga Krisan dan aster.
2. Tumbuhan berhari panjang ( long-day plant )
Yaitu tumbuhan yang akan berbunga pada musim dimana siang harinya lebih panjang daripada periode kritisnya ( misalnya musim semi ) contoh tumbuhan berhari panjang adalah kentang dan gandum.
3. Tumbuhan netral ( neutral –day plant )
Yaitu tumbuhan yang masa pembungaannya tidak bergantung pada lamanya penyinaran contoh pada bunga matahari dan mawar
Substansi yang bereaksi terhadap spektrum cahaya adalah fitokrom, suatu pigmen protein berberat molekul 120.000. Fitokrom akan aktif jika terkena cahaya berspektrum merah dan tidak aktif jika terkena cahaya berspektrum cahaya infra merah. Fitokrom juga akan mengontrol pertumbuhan dan perkembangan kloroplas, sintesis klorofil, pembentukkan hormon dan pengaturan posisi daun terhadap sinar matahari.
3. Temperatur
Temperatur sangat berpengaruh terhadap laju metabolisme, termasuk fotosintesis, respirasi dan transpirasi. Karena metabolisme tergantung pada enzim sedangkan temperatur sangat berpengaruh pada kerja enzim maka jika temperatur terlalu tinggi enzim akan rusak ( mengalami denaturasi ) sehingga metabolisme tidak berlangsung. Jika temperatur terlalu rendah, maka enzim menjadi tidak aktif sehingga proses metabolisme berjalan lambat atau berhenti. Oleh Karena itu tumbuhan memerlukan temperatur yang optimal. Temperatur optimum setiap tumbuhan berbeda-beda, secara umum berkisar 10 – 38 derajat Celsius. Jika tumbuhan berada diatas atau dibawah suhu optimumnya maka metabolismenya akan terganggu dan dapat menyebabkan kematian.
b. Faktor internal
Faktor internal merupakan hal-hal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan baik secara langsung maupun tak langsung yang berasal dari dalam tumbuhan. Faktor ini terdiri atas faktor intrasel dan inter sel
Faktor intrasel merupakan faktor keturunan yang dikendalikan secara genetis. Semua sifat tumbuhan yang tampak ( fenotip ) dipengaruhi faktor ini. Sedangkan faktor intersel berupa hormon. Hormon dapat mengendalikan arah dan kecepatan pertumbuhan seperti kapan menghasilkan bunga dan kapan daun gugur. Beberapa jenis hormon yang mempengaruhi pertumbuhan antara lain :
1. Auksin
Pada tahun 1800 Charles Darwin dan putranya Francis mengadakan percobaan untuk mengetahui penyebab tanaman tumbuh kearah sumber cahaya. Percobaannya itu menghasilkan kesimpulan bahwa pucuk tumbuhan adalah kuncinya karena jika pucuk ditutup, tumbuhan itu tidak mengarah kemana mana.
Pada tahun 1920 Fritz Went mengadakan percobaan dengan memotong koleoptil kecambah jagung dan meletakkannya diatas blok agar. Blok agar selanjutnya ditempelkan pada pucuk tanaman yang sudah dihilangkan koleoptilnya. Ternyata tanaman tersebut tumbuh kesarah sumber cahaya. Fritz Went memperkirakan pada koleoptil tanaman tersebut terdapat substansi yang dapat mempercepat pertumbuhan pucuk. Selanjutnya ia namakan substansi itu dengan nama auksin ( Yunani : mempercepat ).
Auksin berperan dalam pertumbuhan untuk memacu proses pemanjangan sel. Hormon auksin sihasilkan pada bagian koleoptil ( titik tumbuh ) pucuk tanaman.Jika terkena cahaya matahari hormon auksin menjadi tidak aktif. Kondisi fisiologis ini mengakibatkan bagian yang tidak terkena cahaya matahari akan tumbuh lebih cepat daripada yang terkena cahaya matahari, sehingga tumbuhan akan membelok kearah sumber cahaya. Auksin yang diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan mempengaruhi pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel tumbuhan. Auksin yang dihasilkan diujung tanaman ( tunas apikal ) akan menghambat tumbuhnya tunas lateral atau tunas ketiak. Jika tunas apikal dipotong, maka tunas lateral akan menumbuhkan daun-daun . Peristiwa tersebut disebut dominansi apikal
Fungsi lain dari auksin adalah merangsang kambium untuk membentuk Xilem dan Floem, memelihara elastisitas dinding sel, membentuk dinding sel primer ( dinding sel yang pertama kali terbentuk pada sel tumbuhan ), menghambat rontoknya buah dan gugurnya daun serta mampu membantu proses partenokarpi ( pembuahan tanpa penyerbukan ).
Pemberian hormon auksin pada tumbuhan akan menyebabkan terjadinya pembentukkan buah tanpa biji , akar lateral dan serabut akar. Pembentukkan akar lateral dan serabut akar menyebabkan proses penyerapan air dan mineral dapat berjalan optimum.
Hormon auksin dapat disintesis di laboratorium antara lain Indol Asam Asetat (IAA). Dalam konsentrasi yang tinggi auksin dapat menghambat pertumbuhan , fenomena ini digunakan untuk membasmi gulma. Senyawa herbisida sejenis auksin antara lain 2,4 D (Dichlorophenoxyacetic Acid ) digunakan untuk membasmu gulma di sawah atau dipertanian monokultur tanaman monokotil lain. Pada masa perang Vietnam Amerika menggunakan campuran 2,4D dengan senyawa lain (agen oranye ) untukmerontokkan daun-daun di hutan Vietnam . Belakangan diketahui agen orannye menghasilkan zat dioksin penyebab kanker yang sangat berbahaya.
2. Giberelin
Giberelin merupakan hormon yang berfungsi sinergis dengan hormon auksin. Giberelin berpengaruh terhadap pekembangan dan perkecambahan biji. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase. Enzim tersebut berperan penting untuk memecah senyawa amilum yang terdapat pada endosperma ( cadangan makanan ) menjadi senyawa glukosa sebagai sumber energi pertumbuhan. Jika giberelin diberikan pada tumbuhan kerdil maka pertumbuhannya kan kembali normal. Gebereli juga berfungsi dalam proses pembentukan biji yaitu merangsang pembentukkan serbuk sari ( polen), memperbesar ukuran buah, merangsang pembentukkan bunga dan mengakhiri masa dormansi biji. Pada konsentrasi tinggi giberelin akan merangsang pembentukkan akar.
Giberelin pertama kali diteliti pada tahun 1930 oleh E Kurosawa pada tanaman yang tumbuh abnormal yaitu tumbuh memanjang dan langsing sehingga mudah rebah. Ternyata tanaman tersebut diserang jamur Gibberella fujikuroi. Jamur ini menghasilkan hormon giberelin yang menyebabkan tanaman tumbuh memanjang pad ruas batang padi.
3. Etilen
Etilen berperan dalam proses pematangan buah dan kerontokkan daun. Jika konsentrasi hormon auksin dan giberelin rendah sedangkan etilen lebih tinggi maka pembentukan batang, akar dan bungan menjadi terhambat. Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas. Kerjasama gas etilen dengan auksin akan mempercepat pembungaan.
4. Sitokinin
Sitokinin adalah hormon yang berperan dalam pembelahan sel ( sitokinesis ) sedangkan fungsi lainnya adalah :
- merangsang pembentukkan akar dan batang dan menghambat dominansi apikal
- mengatur pertumbuhan daun dan pucuk
- memperbesar daun muda
- mengatur pembentukkan bunga dan buah
- menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
Sitokinin pertama kali diteliti oleh Carlos Miller dari laboratorium Folke Skoog University of Wisconsin, dalam percobaannya ia mencampurkan bahan yang mengandung nukleosida dari sperma ikan kedalam kultur tumbuhan. Ternyata hasilnya tumbuhan mengalami pertumbuhan yang cepat dan setelah diteliti lebih lanjut substansi tersebut mirip adenin dan dinamakan sitokinin.
Perbandingan jumlah sitokinin dan auksin mempengaruhi pertumbuhan, jika konsentrasi sitikinin lebih tinggi maka pembelahan sel terjadi di bagian pucuk, tetapi jika konsentrasi auksinnya lebih tinggi maka pembelahan selnya terjadi dimeristem akar. Sitokinin juga berfungsi untuk merangsang pembentukkan daun dan pucuk serta menghambat pengguguran daun, bunga dan buah.
5. Asam Absisat / absisin
Penelitian hormon ini dilakukan pada tahun 1940 oleh peneliti Inggris dengan memberi ekstaks daun Birch ke dalam persemaian biji tanaman lain, ternyata biji sulit berkecambah. Tahun 1960 Davis dari University of California mengisolasi hormon ini dari buah kapas untuk mengetahui struktur kimianya . Asam absisat ditemukan pada umbi-umbian dan biji-bijian yang dorman. Hormon ini bersifat menghambat pertumbuhan dengan cara memperlambat kecepatan pembelahan dan pembesaran sel.
6. Kalin
Kalin merupakan hormon yang berperan dalam proses organogenesis tumbuhan. Berdasarkan organ yang dipengaruhinya, kalin dibedakan menjadi :
1. Rizokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi organ akar
2. Kaulokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi organ batang
3. Filokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi organ daun
4. Anthokalin, yaitu hormon yang mempengaruhi organ bunga
7. Asam Traumalin
Asam traumalin merupakan hormon yang berperan dalam proses regenerasi sel apabila tumbuhan mengalami kerusakan jaringan atau terluka. Jaringan akan membentuk kalus (jaringan yang belum terdiferensiasi ) pada jaringan yang rusak atau terluka. |
posted by Abdu Rohman @ 19.20  |
|
|
|
|
|
