Upload
dwi-notiver
View
129
Download
8
Embed Size (px)
Citation preview
Makalah MODUL
PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN
DISUSUN OLEH :
Dwi Wicaksono (1105015058)
KELOMPOK 1
Kelas : Reguler Sore A
PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MULAWARMAN
SAMARINDA
2012
MODUL
PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN
A. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan pada suatu makhluk hidup atau organisme dapat
diartikan sebagai proses pertambahan bio massa atau ukuran (berat, volume,
atau jumlah) yang sifatnya tetap dan irreversible (tidak dapat balik ke kondisi
semula). Jadi, pertumbuhan merupakan suatu konsep kuantitatif yang
berkaitan dengan pertambahan massa suatu organisme.
Gambar 1. Pertumbuhan dan perkembangan tanaman Jagung (Zea mays)
Tanaman jagung atau kacang hijau di dalam pot pada contoh di atas
mengalami pertumbuhan karena berat, ukuran, dan jumlah selnya bertambah
serta tidak dapat menjadi kecil lagi. Jika Anda merendam biji jagung kering
di dalam air, dalam beberapa saat, biji jagung tadi juga akan mengalami
pertambahan ukuran, terutama volumenya. Namun, pertambahan volume
tersebut bukanlah pertumbuhan karena jika dikeringkan, volume biji jagung
tadi akan kembali seperti semula. Sebaliknya, pertambahan jumlah selsel
zigot vertebrata yang mengalami pembelahan, merupakan suatu pertumbuhan
walaupun tanpa disertai pertambahan volume ataupun massa sitoplasma.
Perkembangan dapat diartikan sebagai proses perubahan yang
menyertai pertumbuhan. Perubahan itu meliputi perubahan bentuk dan
tingkat kematangan makhluk hidup. Secara sederhana, perkembangan
merupakan proses perubahan menjadi dewasa. Dalam proses tersebut, terjadi
diferensiasi sel (perubahan struktur dan fungsi sel), histogenesis
(pembentukan organ), dan gametogenesis (pembentukan selsel kelamin).
Berbeda dengan pertumbuhan, perkembangan merupakan suatu
konsep kualitatif. Tanaman jagung pada contoh di depan, pada awalnya
berupa biji. Biji itu kemudian tumbuh menjadi tanaman kecil yang
memiliki akar, batang, dan daun. Setelah makin besar dan dewasa, akan
muncul bunga pada tanaman jagung itu. Jika terjadi penyerbukan, bunga itu
akan berubah menjadi buah yang akan menghasilkan biji biji jagung baru.
Munculnya akar, batang, daun, bunga, dan buah pada tanaman jagung itu
menunjukkan bahwa tanaman tersebut mengalami perkembangan.
Pertumbuhan suatu organisme multiseluler meliputi pembelahan sel,
pembentangan sel, dan beberapa pergerakan selsel pada organisme. Pada
organisme multiseluler, kelompokkelompok sel menjadi terspesialisasi dan
membentuk fungsi tertentu. Spesialisasi itu meliputi proses biokimiawi dan
perubahan struktur. Spesialisasi selsel berhubungan dengan fungsi sel, seperti
untuk pengangkutan, penyokong, pergerakan, pencernaan atau pembentukan
makanan, serta pertahanan organisme.
Proses pertumbuhan dan perkembangan dipengaruhi oleh faktor
internal (dari dalam organisme itu sendiri) dan faktor eksternal (dari
lingkungan). Pengaruh faktor internal dan faktor eksternal saling berinteraksi
sehingga sulit untuk menentukan mana yang paling berpengaruh. Sebagai
contoh, sulit untuk menentukan apakah ciri utama pertumbuhan, seperti tinggi
tubuh, sebagian besar dipengaruhi oleh faktor internal (gen) ataukah oleh
faktor eksternal (suplai makanan).
B. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Berbiji
1. Struktur Biji
Tumbuhan berbiji tumbuh dan berkembang dari biji. Umumnya,
biji terdapat di dalam buah. Biji berkembang dari bakal biji yang dibuahi
dan mengandung embrio (bakal) tumbuhan serta cadangan makanan
(Gambar 2). Suatu embrio tumbuhan terdiri atas batang lembaga
(kaulikalis), bakal akar (radikula), dan satu atau dua keping biji
(kotiledon). Bagian sumbu embrio yang berada di atas tempat munculnya
kotiledon disebut epikotil, sedangkan bagian sumbu embrio yang berada
di bawah tempat munculnya kotiledon disebut hipokotil. Cadangan
makanan ada yang terdapat pada endosperm, yaitu jaringan yang
mengelilingi embrio, atau terdapat di dalam kotiledon. Biji dengan
cadangan makanan pada endosperm disebut biji berendosperm atau biji
beralbumin, contohnya biji jagung. Sementara itu, biji dengan cadangan
makanan pada kotiledon disebut biji tak berendosperm atau biji
eksalbumin, contohnya biji bunga matahari. Biji dilindungi oleh testa,
yaitu suatu selubung biji kuat yang berasal dari dinding bakal biji. Testa
berfungsi sebagai kulit biji.
Gambar 2. Struktur Biji Berendosperm dan Tak Berendosperm
Biji adalah alat reproduksi, penyebaran, dan kelangsungan hidup
suatu tumbuhan. Selain itu,bagi tumbuhan berbiji, biji merupakan awal
dari kehidupan tumbuhan baru di luar induknya. Jika biji tanaman dikotil
seperti kacang-kacangan, kamu belah menjadi dua, kamu akan
mendapatkan struktur biji yang terdiri atas plumula, hipokotil, radikula,
kotiledon dan embrio. Sedangkan, struktur biji tanaman monokotil,
misalnya jagung terdiri atas koleoptil, plumula, radikula, koleoriza,
skutelum dan endosperma.
Bagian-bagian biji tersebut mempunyai fungsi masing-masing
untuk pertumbuhan tanaman. Pada biji tanaman dikotil maupun monokotil,
plumula merupakan poros embrio yang tumbuh ke atas yang selanjutnya
akan tumbuh menjadi daun pertama, sedangkan radikula adalah poros
embrio yang tumbuh ke bawah dan akan menjadi akar primer. Pada
tanaman monokotil, misalnya jagung, kotiledon mengalami modifikasi
menjadi skutelum dan koleoptil. Skutelum berfungsi sebagai alat penyerap
makanan yang terdapat di dalam endosperma, sedangkan koleoptil
berfungsi melindungi plumula. Selain itu, pada jagung juga terdapat
koleoriza yang berfungsi melindungi radikula.
Gambar 3. Struktur biji Monokotil (a) dan Dikotil (b)
2. Perkecambahan
Perkecambahan adalah peristiwa tumbuhnya embrio di dalam biji
menjadi tanaman baru. Biji akan berkecambah jika berada dalam
lingkungan yang sesuai. Proses perkecambahan ini memerlukan suhu
yang cocok, banyaknya air yang memadai, persediaan oksigen yang
cukup, kelembapan, dan cahaya. Struktur biji yang berbeda antara
tumbuhan monokotil dan dikotil akan menghasilkan struktur kecambah
yang berbeda pula.
Pada tumbuhan monokotil, struktur kecambah meliputi radikula,
akar primer, plumula, koleoptil, dan daun pertama. Sedangkan, pada
kecambah tumbuhan dikotil terdiri atas akar primer, hipokotil, kotiledon,
epikotil, dan daun pertama. Berdasarkan letak kotiledonnya,
perkecambahan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu epigeal dan hipogeal.
a. Pada perkecambahan epigeal, kotiledon terdapat di permukaan tanah
karena terdorong oleh pertumbuhan hipokotil yang memanjang ke atas.
b. Pada perkecambahan hipogeal, kotiledon tetap berada di bawah tanah,
sedangkan plumula keluar dari permukaan tanah disebabkan
pertumbuhan epikotil yang memanjang ke arah atas.
Gambar 4. Perkecambahan Epigeal dan Hipogeal
(Sumber: Clegg dan Mackean, 2000: 405)
Proses perkecambahan biasanya diawali dengan masuknya air ke
dalam biji. Air masuk ke dalam biji melalui mikropil dan testa. Masuknya
air ke dalam biji dipengaruhi oleh peristiwa imbibisi. Hal itu menyebabkan
perubahan kondisi di dalam sel dan memungkinkan diaktifkannya
enzimenzim yang mengatalisis reaksi-reaksi biokimiawi perkecambahan.
Reaksireaksi biokimiawi tersebut, diantaranya, adalah reaksi
pembongkaran cadangan makanan yang ada pada kotiledon. Hasil reaksi
tersebut digunakan sebagai sumber energi, sebagai bahan penyusun
komponenkomponen sel, dan untuk pertumbuhan embrio. Embrio pada biji
tidak memiliki klorofil sehingga kebutuhan nutrisinya terutama diperoleh
dari cadangan makanan pada endosperm. Selain dari endosperm, nutrisi
untuk perkembangan embrio dapat pula diperoleh dari kotiledon atau
bagian lain pada bakal biji, bergantung pada karakteristik biji tersebut.
Cadangan makanan pada biji terdiri atas karbohidrat, lemak, dan
protein (Tabel 1). Tepung atau amilum merupakan cadangan makanan
utama pada sebagian besar biji. Namun, pada biji bunga matahari dan
beberapa jenis biji lain nya, minyak merupakan penyusun setengah dari
cadangan makanannya. Pada biji kapri dan kedelai, protein merupakan
cadangan makanan yang penting Agar dapat bekerja secara optimal,
enzim-enzim yang terlibat dalam proses perkecambahan memerlukan suhu
yang sesuai. Suhu optimal perkecambahan bervariasi untuk tiap jenis biji,
contohnya biji gandum berkecambah pada kisaran suhu 1–35°C,
sedangkan biji jagung berkecambah pada kisaran suhu 5–45°C.
Sebagai makhluk hidup, tumbuhan melakukan respirasi guna
menghasilkan energi untuk metabolisme dan pertumbuhannya. Ketika
berkecambah, biji melakukan respirasi dengan sangat cepat dan
membutuhkan oksigen untuk proses respirasi aerob.
Pada beberapa jenis tumbuhan, cahaya diperlukan untuk perkecambahan
bijinya. Namun, pada beberapa jenis tumbuhan lainnya, cahaya justru
menghambat perkecambahan biji. Untuk pertumbuhan batang tumbuhan,
diperlukan hormon auksin, tetapi aktivitas hormon ini dihambat oleh
adanya cahaya. Meskipun menghambat pertumbuhan batang, cahaya
diperlukan untuk pembentukan klorofl dan
untuk meningkatkan pembentangan daun.
Kecambah yang ditumbuhkan pada tempat yang cukup terang akan
tumbuh agak lambat, tetapi berdaun hijau. Sebaliknya, kecambah yang
ditumbuhkan pada tempat yang gelap akan tumbuh lebih cepat, batangnya
menjadi sangat panjang, tetapi daunnya berwarna kuning karena tidak
terbentuk klorofl. Keadaan seperti ini dinamakan etiolasi (Gambar 5).
Gambar 5. Tanaman yang Mengalami Etiolasi (kiri) dan yang Normal (Kanan)
3. Fisiologi Perkecambahan
Untuk memulai kehidupannya, biji harus berkecambah menjadi
tanaman baru. Perkecambahan biji dimulai dengan imbibisi dan diakhiri
ketika radikula memanjang atau muncul melewati kulit. Perkecambahan
biji dapat dibagi menjadi 4 tahap, yaitu:
a. Hidrasi atau imbibisi; selama kedua periode tersebut, air masuk ke
dalam embrio dan membasahi protein dan koloid lain.
b. Pembentukan atau pengaktifan enzim yang menyebabkanpeningkatan
aktivitas metabolik.
c. Pemanjangan sel radikula, diikuti munculnya radikula dari kulit biji.
d. Pertumbuhan kecambah selanjutnya adalah pertumbuhan primer.
4. Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan primer menyebabkan tumbuhan bertambah tinggi
atau panjang dan hal itu terjadi pada semua tumbuhan. Kecambah
mengalami pertumbuhan primer untuk membentuk tumbuhan herbaseus
(tidak berkayu). Pertumbuhan primer diawali oleh pembelahan sel-sel
meristem apikal, yaitu sel-sel meristem yang terdapat pada pucuk batang
dan ujung akar. Bagian terluar ujung akar dilindungi oleh tudung akar atau
kaliptra. Tepat di sebelah dalam tudung akar terdapat daerah meristem
apikal. Daerah meristem apikal terdiri atas tiga area, yaitu daerah
pembelahan sel, daerah pembentangan sel, dan daerah pematangan sel
(Gambar 6).
Gambar 6. Pertumbuhan Primer pada Akar dan Batang Tumbuhan Dikotil
Perkembangan meristem apikal pada tumbuhan Angiospermae
dapat diterangkan dengan teori histogen dan teori tunika-korpus. Teori
histogen dikemukakan oleh Hanstein pada tahun 1868. Menurut teori ini,
setiap titik tumbuh batang dan akar terdiri atas lapisan sel yang disebut
histogen. Histogen itu sendiri terdiri atas plerom, dermatogen, dan
periblem. Plerom merupakan bagian pusat yang kemudian akan
membentuk empulur dan jaringan pengangkut primer. Dermatogen
merupakan lapisan paling luar yang akan membentuk epidermis. Adapun
periblem merupakan lapisan yang terletak di antara plerom dan
dermatogen. Lapisan ini akan membentuk korteks (jaringan kulit kayu).
Sementara itu, teori tunikakorpus dikemukakan oleh Schmidt pada
tahun 1924. Teori ini menyatakan bahwa titik tumbuh batang tumbuhan
terdiri atas dua zona yang terpisah susunannya, yaitu tunika dan korpus.
Tunika merupakan bagian paling luar dari titik tumbuh. Bagian tersebut
terdiri atas beberapa lapisan sel yang berkumpul membentuk seludang dan
kemudian berkembang membentuk jaringan primer. Selsel terus
membelah, terutama pada bidang pembelahan antiklinal (tegak lurus
dengan permukaan organ) sehingga lapisannya makin meluas. Sementara
itu, korpus merupakan bagian pusat titik tumbuh. Selsel pada bagian ini
bersifat meristematis dan membelah ke segala arah.
a. Daerah Pembelahan Sel atau Daerah Divisi
Dengan pengamatan mikroskopis, daerah pembelahan sel terlihat
tersusun oleh selsel meristem yang berbentuk kotak dan berukuran
sangat kecil.
b. Daerah Pembentangan Sel atau Daerah Elongasi
Daerah pembentangan sel terdapat tepat di belakang daerah
pembelahan sel. Pada daerah ini, selsel mengalami pemanjangan dan
perbesaran. Pembentangan sel di daerah ini akan mendorong akar
untuk menembus tanah. Di daerah ini juga akan terjadi diferensiasi.
Jaringan muda secara terusmenerus akan berkembang dan
berdiferensiasi membentuk jaringan dewasa.
c. Daerah Pematangan Sel atau Daerah Maturasi
Daerah pematangan terdapat di belakang daerah pembentangan. Di
daerah ini selsel telah mengalami diferensiasi dan telah sempurna
perkembangannya. Sebagai contoh, pada daerah pematangan sel
terdapat rambut akar yang merupakan tonjolan selsel epidermis yang
berfungsi untuk meningkatkan absorpsi air dan mineral dari dalam
tanah.Meristem apikal terdapat pada pucuk batang. Meristem apikal
batang berbentuk seperti kubah yang tersusun oleh selsel yang aktif
membelah. Pada meristem apikal batang terdapat daun dan tunas
primordia. Pada pucuk batang bagian tengah terdapat daerah yang
berisi selsel meristem. Berdekatan dengan daerah ini terdapat jaringan
yang secara terusmenerus berkembang menjadi jaringan yang matang
(dewasa). Tiga daerah (daerah pembelahan, pembentangan, dan
pembentangan sel) juga terdapat pada pucuk batang, tetapi tidak
sejelas pada ujung akar.
5. Pertumbuhan Sekunder
Pertumbuhan sekunder terjadi pada tumbuhan perenial (tahunan)
berkayu, misalnya pohon dan semak. Pertumbuhan sekunder merupakan
hasil pembelahan selsel meristem lateral. Ada dua macam meristem lateral
yang terlibat, yaitu kambium vaskuler dan kambium gabus. Keduanya
merupakan jaringan yang bersifat meristematis sehingga selselnya
memiliki kemampuan untuk tetap aktif membelah.Selsel kambium
vaskuler terletak di antara xilem dan foem. Selsel kambium vaskuler
melakukan pembelahan ke arah dalam membentuk jaringan xilem
sekunder dan ke arah luar membentuk jaringan foem sekunder.
Pembelahan selsel kambium vaskuler menghasilkan pertambahan diameter
batang (Gambar 7).
Gambar 7. Tahap-Tahap pada Tahun Pertama Pertumbuhan Sekunder
Tanaman Dikotil
Pembelahan kambium ini terjadi sepanjang tahun, tetapi kecepatan
pembelahan pada musim hujan dan musim kemarau tidak sama. Pada
musim hujan, kecepatan pembelahannya lebih tinggi sehingga
menghasilkan pertambahan diameter batang yang lebih besar. Jika
mengamati penampang melintang batang pohon yang ditebang, Anda akan
mendapatkan bentuk lingkaranlingkaran pada batang pohon yang disebut
lingkaran tahun (Gambar 8).
Gambar 8. Lingkaran Tahun
Kita dapat menentukan umur suatu pohon dengan melihat jumlah
lingkaran tahunnya. Meristem lateral yang kedua, yaitu kambium gabus
atau felogen, terbentuk dari pembelahan tangensial selsel parenkim atau
kolenkim di bawah epidermis. Pembentukan kambium gabus penting
dalam penebalan sekunder batang. Kambium gabus menggantikan
epidermis membentuk kulit kayu yang kedap dan berfungsi sebagai
pelindung pada permukaan batang berkayu. Kulit kayu mengandung
lentisel, yaitu tempat oksigen dan karbon dioksida berdifusi masuk dan
keluar dari selsel batang.
6. Pembungaan
Pembungaan adalah proses pembentukan bunga (Gambar 9).
Pembungaan merupakan proses yang sangat kompleks yang meliputi
banyak tahapan perkembangan dan semuanya harus berhasil
dilangsungkan untuk memperoleh hasil akhir, yaitu biji.
Gambar 9. Bunga Tomat
Tahap pertama proses pembungaan adalah induksi bunga
(evokasi). Tahap ini merupakan tahap ketika jaringan meristem vegetatif
”diprogram” untuk mulai berubah menjadi jaringan meristem reproduktif.
Tahap induksi terjadi di dalam sel dan dapat dideteksi secara kimiawi dari
peningkatan sintesis asam nukleat dan protein, yang dibutuhkan dalam
pembelahan serta diferensiasi sel.
Inisiasi bunga adalah tahap kedua dalam proses pembungaan.
Dalam tahap ini terjadi perubahan morfologis dari tunas vegetatif menjadi
bentuk kuncup reproduktif. Perubahan tersebut dapat dideteksi dari
perubahan bentuk ataupun ukuran kuncup, serta prosesproses selanjutnya
yang mulai membentuk organorgan reproduktif.
Tahap inisiasi bunga dilanjutkan dengan tahap perkembangan
kuncup bunga menuju bunga mekar (anthesis). Tahap ini ditandai
dengan terjadinya diferensiasi bagianbagian bunga. Pada tahap ini terjadi
proses megasporogenesis dan mikrosporogenesis untuk penyempurnaan
serta pematangan organorgan reproduksi jantan dan betina. Tahap
berikutnya adalah tahap bunga mekar (anthesis). Sesuai dengan namanya,
pada tahap ini terjadi pemekaran bunga. Biasanya, anthesis terjadi
bersamaan dengan masaknya organ reproduksi jantan dan betina,
meskipun dalam kenyataannya tidak selalu demikian. Ada kalanya organ
reproduksi, baik jantan ataupun betina, masak sebelum terjadi anthesis,
atau bahkan jauh setelah terjadinya anthesis. Tahap setelah bunga mekar
adalah tahap penyerbukan dan pembuahan. Tahap ini memberikan hasil
terbentuknya buah muda. Tahap terakhir proses pembungaan adalah
perkembangan buah muda menuju kemasakan buah dan biji. Tahap ini
diawali dengan perbesaran bakal buah (ovarium) yang diikuti oleh
perkembangan endosperm (cadangan makanan) dan selanjutnya terjadi
perkembangan embrio. Perbesaran buah merupakan efek dari pembelahan
dan perbesaran sel yang meliputi tiga tahap, yaitu peningkatan penebalan
perikarp karena adanya pembelahan sel, pembentukan dan perbesaran
vesikel berair (biasanya terjadi pada buahbuah berdaging), serta tahap
pematangan. Selama tahaptahap perbesaran buah terjadi pula akumulasi air
dan gula sehingga pada tahap pematangan, buah telah mengandung 80–
90% air serta 2–20% gula.
C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan
Tumbuhan
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan sangat dipengaruhi oleh
faktor dalam dan faktor luar tumbuhan. Faktor dalam adalah semua faktor
yang terdapat dalam tubuh
tumbuhan antara lain faktor genetik yang terdapat di dalam gen dan hormon.
Gen berfungsi mengatur sintesis enzim untuk mengendalikan proses kimia
dalam sel. Hal ini yang menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan.
Sedangkan, hormon merupakan senyawa organik tumbuhan yang mampu
menimbulkan respon fisiologi pada tumbuhan.
Faktor luar tumbuhan yang sangat mempengaruhi pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan, yaitu faktor lingkungan berupa cahaya, suhu,
oksigen dan kelembapan.Untuk lebih memahami, mari cermati uraian berikut
ini.
1. Faktor Internal
Faktor internal yang memengaruhi pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan adalah faktor genetik. Faktor genetik inilah yang
mengendalikan hormon untuk proses pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan. Hormon merupakan suatu senyawa kimia yang dihasilkan oleh
tubuh yang dalam jumlah sedikit dapat menyebabkan reaksi fsiologis yang
besar. Hormon yang dihasilkan oleh tumbuhan disebut ftohormon.
Beberapa hormon tumbuhan yang sudah dikenal, antara lain auksin,
giberelin, sitokinin, etilen, asam absisat.
a. Auksin
Hormon ini ditemukan oleh Fritz Went, seorang ahli fsiologi
Belanda pada tahun 1928. Hormon auksin dihasilkan oleh tanaman
pada daerah meristem, seperti pucuk batang dan ujung akar. Auksin
dapat pula dijumpai pada tunas, daun muda, bunga, ataupun buah.
Hormon auksin yang paling dikenal adalah IAA (indole acetic acid)
yang strukturnya mirip dengan struktur asam amino triptofan. IAA
disintesis di meristem apikal, daundaun muda, dan biji. Sifat hormon
auksin adalah aktivitasnya dihambat oleh adanya cahaya.
Fungsi hormon auksin bagi tanaman, antara lain:
berperan dalam pembelahan dan pemanjangan sel;
merangsang pembelahan selsel kambium lateral, untuk pertumbuhan
sekunder;
dapat meningkatkan perkembangan bunga dan buah;
merangsang pembentukan akar lateral;
untuk menghasilkan buah tanpa biji;
menghambat pembentukan tunas lateral;
menghambat pematangan buah dan penuaan daun;
mencegah rontoknya bunga, buah, serta daun.
Hormon auksin merangsang dominansi apikal, yaitu
pertumbuhan kuncup apikal yang sangat cepat sehingga menghambat
pertumbuhan kuncup lateral yang ada di bawahnya (Gambar 10).
Tingkat dominansi kuncup apikal bervariasi pada berbagai jenis
tumbuhan.
Gambar 10. Auksin dan Dominansi Apikal
Kuncup apikal yang sedang tumbuh menghasilkan hormon
auksin. Sementara itu, kerja auksin dihambat oleh adanya cahaya.
Apabila sebagian kuncup apikal diarahkan pada cahaya matahari, akan
terjadi pengangkutan auksin dari bagian yang terkena cahaya ke bagian
yang terlindung dari cahaya. Pada keadaan demikian, auksin akan
merangsang pertumbuhan selsel pada bagian yang terlindung tersebut.
Pada saat yang bersamaan, pertumbuhan selsel pada bagian yang
terkena cahaya matahari akan terhambat karena konsentrasi auksin yang
rendah. Akibatnya, batang akan tumbuh melengkung ke arah datangnya
cahaya matahari (Gambar 11).
Gambar 11. Batang Membelok ke Arah Cahaya
b. Giberilin
Giberelin pertama kali ditemukan pada tahun 1926 oleh seorang
ahli penyakit tanaman dari Jepang bernama E. Kurosawa. Hormon ini
diisolasi dari jamur Gibberella fujikuroi yang merupakan parasit pada
tanaman padi. Bentuk-bentuk giberelin diantaranya adalah GA3,GA1,
GA4, GA5, GA19, GA20, GA37, dan GA38. Giberelin diproduksi oleh
jamur dan tumbuhan tinggi
Hormon giberelin dapat ditemukan hampir pada semua bagian
tanaman, baik akar, batang, daun, bunga, maupun buah. Peranan
hormon giberelin bagi tanaman, antara lain
bersama dengan auksin merangsang pembelahan dan pemanjangan
sel;
merangsang pertumbuhan batang dan daun (Gambar 12);
menghilangkan sifat kerdil tanaman;
pada konsentrasi tinggi, merangsang pertumbuhan akar;
merangsang perkecambahan;
merangsang pembentukan bunga pada tanaman hari panjang (long
day plant);
merangsang perkecambahan serbuk sari dan pertumbuhan buluh
serbuk sari;
menghambat pertumbuhan akar adventif;
mematahkan dormansi sebagian besar jenis biji.
Gambar 12. Pengaruh Giberilin pada Pertumbuhan Batang
Gambar 13. Pengaruh Giberilin pada Buah Anggur
c. Sitokinin
Hormon sitokinin ditemukan oleh ilmuwan Amerika bernama
Folke Skoog pada tahun 1954. Ada beberapa macam sitokinin yang
telah diketahui, di antaranya kinetin, zeatin (pada jagung), dan benzil
amino purin (BAP). Sitokinin ditemukan hampir pada semua jaringan
meristem. Peranan sitokinin, antara lain
bersama dengan auksin dan giberelin merangsang pembelahan sel-
sel tanaman;
menghambat dominansi apikal oleh auksin;
merangsang pertumbuhan kuncup lateral;
merangsang pemanjangan titik tumbuh;
mematahkan dormansi biji serta merangsang pertumbuhan embrio;
merangsang pembentukan akar cabang;
menghambat proses penuaan (senescence) daun (Gambar 14)
Gambar 14. Penuaan Daun Akibat Kekurangan Sitokinin
d. Asam Absisat (ABA)
Senyawa ini ditemukan pada tahun 1963 oleh P.F. Wareing dan
F.T. Addicott. Asam absisat dihasilkan oleh daun, ujung akar, dan
batang serta diedarkan oleh jaringan pengangkut. Biji dan buah juga
mengandung ABA dalam jumlah yang tinggi, tetapi tidak diketahui
apakah ABA disintesis atau diedarkan ke biji dan buah. Asam absisat
disebut juga ’hormon stress’ karena memiliki sifat menghambat
pertumbuhan tanaman. Fungsi ABA, antara lain :
menghambat pembelahan sel;
mempercepat proses penuaan, terutama pada daun;
mempercepat gugurnya daun;
menghambat pertumbuhan;
mempertahankan dormansi biji dan kuncup (Gambar 15);
merangsang pembusukan buah;
merangsang penutupan stomata jika kekurangan air.
Gambar 15. Kekurangan ABA menghambat dormansi pada biji jagung
e. Gas Etilen
Etilen merupakan satusatunya hormon tumbuhan yang
berbentuk gas, tidak berwarna, dan berbau seperti eter. Etilen dihasilkan
oleh ruasruas batang, buah yang matang, dan jaringan yang menua,
misalnya daundaun yang gugur. Peranan etilen, antara lain
mempercepat pematangan buah (Gambar 16);
merangsang penuaan daun dan pembusukan buah;
bersama dengan auksin dapat memacu pembungaan;
menghambat pertumbuhan akar dan batang pada saat stress.
Gambar 16. Demonstrasi Penggunaan Tomat Matang sebagai Sumber
Gas Etilen untuk Mematangkan Buah Tomat Mentah
Banyak aspek pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan
yang dipengaruhi oleh dua atau lebih hormon. Hormonhormon
tumbuhan itu dapat saling berinteraksi untuk memperkuat pengaruh
hormon lainnya, disebut sinergisme. Sebagai contoh, giberelin dan
auksin bersinergisme dalam proses pemanjangan batang. Sebaliknya,
pengaruh hormon tumbuhan dapat saling berlawanan, disebut
antagonisme. Contohnya, sitokinin berantagonisme dengan auksin.
Sitokinin merangsang pertumbuhan kuncup lateral, sedangkan auksin
mempertahankan dominansi apikal kuncup terminal. Etilen yang
dihasilkan oleh daun merupakan pengatur pengguguran daun (absisi).
Pada tahap awal absisi, auksin berantagonisme dengan etilen, tetapi
kemudian auksin menjadi bersinergisme dengan kerja etilen.
2. Faktor Eksternal
Faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan, antara lain nutrisi, cahaya, suhu, kelembapan,
dan aerasi.
a. Nutrisi
Semua makhluk hidup, termasuk tumbuhan, memerlukan
nutrisi untuk kelangsungan hidupnya. Nutrisi atau zatzat makanan
tersebut diperlukan sebagai sumber energi dan sebagai penyusun
komponenkomponen sel bagi pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan. Nutrisi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu unsur makro
(makronutrisi) dan unsur mikro (mikronutrisi).
Unsur makro (yaitu, unsur yang diperlukan tumbuhan dalam
jumlah banyak), antara lain karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen,
sulfur, fosfor, potasium (kalium), dan magnesium. Unsur mikro (yaitu,
unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sedikit) terdiri atas
besi, tembaga, seng, mangan, kobalt, natrium, boron, klor, dan
molibdenum. Semua unsur tersebut harus selalu tersedia, meskipun
diperlukan hanya dalam jumlah sedikit. Apabila suatu unsur tidak
dapat tercukupi, tanaman akan mengalami defisiensi. Defsiensi suatu
unsur akan menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman
terganggu. Gejala yang mungkin timbul akibat defisiensi unsur hara
adalah sebagai berikut.
Defisiensi nitrogen menyebabkan tumbuhan tumbuh jelek dan
berwarna hijau muda. Permukaan daun bagian bawah berwarna
kuning atau cokelat muda dan batang pendek serta kurus (Gambar
17 (a)).
Defisiensi potasium (kalium) menyebabkan tumbuhan memiliki
tunas yang kecil dan ujungujung daun mudanya mati. Daun yang
lebih tua memperlihatkan gejala klorosis dengan ujung pinggirnya
mengering dan berwarna kecokelatan. Pada pinggir daun biasanya
terdapat banyak bercak cokelat (Gambar 17 (b)).
Defisiensi fosfor menyebabkan tumbuhan tumbuh jelek dengan
daun berwarna hijau kebiruan. Bagian bawah daun kadang
berwarna seperti karat dengan bercak ungu atau cokelat (Gambar
17 (c)).
Defisiensi magnesium akan menunjukkan gejala klorosis (daun
tidak berwarna hijau karena kekurangan klorofl). Hal itu terjadi
karena magnesium diperlukan untuk pembentukan klorofl.
(Gambar 17 (d)).
Defisiensi besi menyebutkan daun muda mengalami klorosis parah,
tetapi tulang daun utamanya tetap hijau seperti biasa. Kadang-
kadang muncul bercak cokelat. Sebagian atau keseluruhan daun
mungkin mati.
Defisiensi seng menyebabkan terjadinya gejala klorosis
antarpertulangan daun yang akhirnya menyebabkan nekrosis
(jaringannya berwarna gelap) dan menghasilkan pigmentasi ungu.
Jumlah daun sedikit dan bentuknya mengecil, ruas batang pendek,
tunas berbentuk roset, serta produksi buah rendah. Daun gugur
dengan cepat.
Gambar 17. Gejala Defisiensi Mineral pada Tanaman
Unsurunsur yang diperlukan tanaman dan fungsinya dapat
dilihat pada Tabel 2.
b. Cahaya
Tidak semua jenis nutrisi yang diserap oleh tanaman dapat
digunakan secara langsung oleh tanaman untuk pertumbuhannya.
Sebagai contoh, air dan karbon dioksida harus diolah terlebih dahulu
di dalam daun untuk membentuk zat gula (glukosa) melalui proses
fotosintesis. Fotosintesis hanya dapat terjadi jika ada cahaya. Hasil
fotosintesis yang berupa glukosa itu akan digunakan oleh tanaman
sebagai sumber energi untuk pertumbuhan atau sebagai bahan untuk
membangun komponenkomponen sel. Jika tidak ada cahaya,
fotosintesis tidak akan terjadi sehingga tidak tersedia sumber energi
bagi tumbuhan untuk melangsungkan pertumbuhannya. Cahaya juga
berhubungan dengan kerja hormon auksin. Anda tentu masih ingat
peran auksin dalam pertumbuhan tanaman. Aktivitas hormon auksin
dihambat oleh cahaya. Pada kondisi tidak ada cahaya, kerja auksin
menjadi sangat optimal sehingga memacu pembelahan dan
pemanjangan sel. Akibatnya, tumbuhan tumbuh sangat cepat, tetapi
berdaun pucat (kuning) karena tidak dapat membentuk
klorofil.Tumbuhan memiliki respons berbeda terhadap lama
penyinaran. Respons tersebut dapat berupa pertumbuhan ataupun
reproduksi. Respons tumbuhan terhadap lama waktu terang (siang)
dan gelap (malam) setiap harinya disebut fotoperiodisme.
Berdasarkan hal tersebut, tanaman dapat dibedakan menjadi empat
kelompok yaitu tanaman hari pendek, tanaman hari panjang, tanaman
hari sedang, dan tanaman hari netral.Tanaman hari pendek adalah
tanaman yang berbunga jika mendapatkan lama siang kurang dari 12
jam setiap harinya, contohnya krisan (Gambar 17) dan stroberi.
Tanaman hari panjang adalah tanaman yang berbunga jika
mendapatkan lama siang lebih dari 12 jam setiap harinya, contohnya
bayam. Tanaman hari sedang adalah tanaman yang berbunga jika
mendapatkan lama siang kirakira 12 jam setiap harinya, contohnya
kacang. Tanaman hari netral adalah tanaman yang berbunga tidak
bergantung pada lamanya siang setiap hari, contohnya mawar.
Gambar 18. Crysan merupakan tanaman berhari pendek
c. Suhu
Peran suhu terhadap pertumbuhan tanaman sangat penting
karena suhu berpengaruh terhadap aktivitas enzim. Enzim merupakan
senyawa protein yang dapat berperan sebagai katalisator dalam reaksi-
reaksi kimia di dalam sel. Enzim hanya dapat bekerja secara optimal
jika suhunya optimal. Jika suhu naik melebihi suhu optimal, aktivitas
enzim akan berkurang. Demikian juga jika suhu terlalu rendah, reaksi
kimia di dalam sel tidak dapat berjalan dengan baik. Jika reaksireaksi
kimia sel terganggu, pertumbuhan tanaman juga akan terganggu. Anda
tentu juga masih ingat peran suhu terhadap transpirasi. Jika suhu naik,
transpirasi juga akan naik sehingga tanaman akan kehilangan lebih
banyak air. Akibatnya, pertumbuhan tanaman menjadi terganggu.
Tanaman biasanya memiliki persyaratan suhu tertentu untuk dapat
hidup secara normal.
d. Kelembaban
Mengapa kelembapan berpengaruh terhadap pertumbuhan
tanaman? Kelembapan udara akan berpengaruh terhadap laju
penguapan atau transpirasi. Jika kelembapan rendah, laju transpirasi
meningkat sehingga penyerapan air dan zatzat mineral juga
meningkat. Hal itu akan meningkatkan ketersediaan nutrisi untuk
pertumbuhan tanaman. Jika kelembapan tinggi, laju transpirasi rendah
sehingga penyerapan zatzat nutrisi juga rendah. Hal ini akan
mengurangi ketersediaan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman sehingga
pertumbuhannya juga akan terhambat.
e. Aerasi
Aerasi tanah berkaitan dengan kandungan oksigen di dalam
tanah. Tanah yang memiliki kandungan oksigen yang cukup dikatakan
aerasinya baik. Oksigen di dalam tanah diperlukan oleh akar untuk
melakukan respirasi. Respirasi akar akan bermanfaat dalam
perkembangan selsel akar dan juga berguna untuk membantu
penyerapan nutrisi dari dalam tanah. Jika aerasi tidak baik, respirasi
akar akan terganggu sehingga mengganggu pertumbuhan akar dan
penyerapan nutrisi.