PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan
Perkecambahan diawali dengan masuknya air ke dalam biji secara imbibisi, masuknya air ini disebabkan oleh potensi air yang rendah pada biji yang kering. Masuknya air mengakibatkan biji membengkak dan kulit biji akan robek yang akan memicu perubahan metabolisme dalam embrio. Dengan masuknya air maka enzim dapat mulai mencerna cadangan makanan yang terdapat pada endosperm atau kotiledon dan bahan makanan tersebut dapat diangkut menuju ke daerah pertumbuhan dari embrio.
Meskipun pada umumnya tumbuhan berkecambah saat gelap, namun ada pula tumbuhan yang membutuhkan sedikit cahaya atau pada keadaan yang terang. Pertumbuhan merupakan proses pertambahan ukuran (volume, masaa, tinggi atau panjang) yang bersifat kuantitatif, artinya dapat dinyatakan dengan satuan bilangan dan irrevesibel (tidak dapat kembali).
Pertumbuhan pada tumbuhan dibedakan menjadi dua, yaitu pertumbuahn primer dan pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan primer terjadi sebagai hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer, sedangkan pertumbuhan sekunder merupakan hasil aktivitas jaringan meristem sekunder.
1. Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan primer terjadi pada embrio, ujung akar, dan ujung batang. Zigot sebagai hasil pembuahan sel telur oleh sel kelamin jantan akan tumbuh dan berkembang menjadi embrio. Kumpulan sel yang membentuk embrio ini disebut jaringan embrional atau jaringan meristem. Embrio tersimpan dan terlindung di dalam biji. Zat makanan yang diperlukan embrio ini diperoleh dari cadangan makanan dalam biji, yang berupa keping atau kotiledon.
Pada awal pertumbuhan organ pertama yang terbentuk adalah radikula, yaitu akar primer yang berasal dari akar embriotik. Selanjutnya ujung tunas akan menembus ke permukaan tanah. Berdasarkan letak kotiledon, pada saat bekecambah dikenal dua tipe perkecambahan. Tipe pertama disebut perkecambahan epigeal. Pada tumbuhan dikotil seperti tanaman kacang hijau (Phaseolus radiatus) hipokotil yang melengkung seperti kail akan tumbuh dan mendorong kotiledon ke permukaan tanah. Oleh rangsangan cahaya, hipokotil akan tumbuh tegak mengangkat kotiledon dan epikotil. Sedangkan yang kedua yaitu perkecambahan hipogeal, yaitu pertumbuhan memanjang epikotil akan menyebabkan plumula menembus ke luar dari kulit biji dan muncul ke atas permukaan tanah, sedangkan kotiledonnya tetap berada di dalam tanah. Tipe seperti ini terdapat pula pada tumbuhan monokotil seperti jagung (Zea mays).
2. Pertumbuahn Sekunder
Pada tumbuhan dikotil, di samping adanya jaringan meristem primer di ujung batang dan ujung akar, juga memiliki jaringan meristem sekunder, yaitu berupa kambium dan kambium gabus. Aktivitas jaringan meristem sekunder ini menyebabkan pertumbuhan sekunder, yaitu bertambah besarnya organ tubuh tumbuhan. Proses pertumbuhan sekunder adalah sebagai berikut: mula-mula kambium hanya terdapat pada vasis atau ikatan pembuluh. Kambium ini disebut kambium vasis atau kambium intravaskuler. Fungsi kambium ini adalah keluar membentuk xilem, sedangkan ke dalam membentuk floem.
Pada perkembangan selanjutnya, parenkim batang atau akar yang terletak di antara vasikular (ikatan pembuluh) juga berubah menjadi kambium, disebut kambium intervasis. Akibat terbentuknya kambium vasikular yang bersambungan dengan kambium intervaskuler maka kambium batang dikotil berbentuk lingkaran sempurna.
Pertumbuhan sekunder akan menyebabkan bertambahnya diameter batang, berbeda dengan pertumbuhan primer yang lebih mengarah kepada memanjangnya batang. Pertumbuhan sekunder ini dimungkinkan karena adanya lapisan kambium atau felogen yang terdapat pada tumbuhan dikotil. Kambium sebagai jaringan meristem sangat aktif membelah diri. Sel-sel hasil pembelahan ini, ke arah bagian dalam akan membentuk xylem (pembuluh kayu) dan ke arah bagian luar akan membentuk floem (pembuluh tapis). Kambium ini terdapat dalam jaringan ikatan pembuluh, karena itu disebut kambium vaskuler.

B. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan merupakan hasil interaksi kompleks dua faktor, yaitu faktor dalam (internal) dan faktor luar (eksternal). Faktor internal adalah faktor yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan sendiri yang berpengaruh terhadap pertumbuhan. Faktor ini dibedakan menjadi dua, ayitu faktor intraseluler dan interseluler. Yang termasuk faktor intraseluler adalah sifat menurun atau faktor hereditas, sedangkan yang termasuk faktor interseluler adalah hormon.
Faktor luar atau eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan adalah air, tanah, mineral, kelembaban udara suhu udara, cahaya, dan lain-lain. Ukuran dan bentuk tubuh tumbuhan banyak dipengaruhi oleh sifat menurun atau hereditas. Sifat menurun tersebut disebut gen, yang terdapat di dalam setiap kromosom yang ada dalam inti sel.
1. Faktor Internal
Setiap tumbuhan memiliki struktur dan morfologi tertentu. Hal ini dipengaruhi oleh faktor intrasel yang terkandung dalam gen sebagai pembawa sifat atau lebih dikenal sebagai faktor hereditas. Selain faktor intrasel terdapat juga faktor intersel, berupa zat tumbuh atau dikenal dengan hormon tumbuh yang terdapat dalam tubuh tumbuhan. Hormon-hormon tumbuhan inilah yang akan mengatur arah dan kecepatan pertumbuhan, termasuk kapan tumbuah berbunga, kapan buah akan masak, dan kapan daun akan gugr. Beberapa hormon tumbuhan tersebut adalah auksin, sitokinin, giberelin, asam absisi (ABA), dan etilen.
a. Auksin
Auksin merupakan hormon tumbuh yang pertama kali ditemukan pada ujung koleoptil kecambah gandum (Avena sativa) oleh Went. Pada penelitian lebih lanjut, ternyata zat tumbuh ini ditemukan pada ujung-ujung tumbuhan lainnya. Auksin adalah senyawa asam indol asetat, yang merupakan sekresi titik tumbuh tanaman, seperti ujung tunas, daun muda, bunga, buah, kambium, dan ujung akar. Dari bagian tersebu, auksin diangkut ke berbagai organ tubuh. Pengaruh auksin terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan adalah :
1. Merangsang perpanjangan sel batang dan merangsang pertumbuhan sel akar. Batang yang diletakkan dengan posisi mendatar, ujungnya akan tumbuh membengkok ke arah sumber sinar matahari.
2. Merangsang pertumbuhan akar lateral atau samping dan akar serabut, sehingga meningkatkan penyerapan air dan mineral.
3. Mempercepat aktivitas pembelahansel-sel titik tumbuh atau kambium, sehingga mempercepat pertumbuhan jaringan vaskuler sekunder.
b. Giberelin
Giberelin ditemukan oleh seorang ahli penyakit tanaman bangsa jepang yang bernama F. Kurusawa tahun 1926. Dri sejenis jamur, yaitu gibberella yang dapat menimbulkan foolish seedling disease yang menyebabkan pertumbuhan memanjang luar biasa pada tanaman padi. Giberelin merupakan zat tumbuh yang memiliki sifat menyerupai auksin. Zat ini dihasilkan oleh sejenis jamur Giberella fujikuroi atau Fusarium moniliformae. Sifat giberelin adalah :
1. Mempengaruhi pemanjangan dan pembelahan sel.
2. Mempengaruhi perkembangan embrio dan kecambah, yaitu merangsang lapisan butir-butir aleuron untuk mensintesis amilase.
3. Menghambat pembentukan biji, merangsang pertumbuhan saluran polen, memperbesar ukuran buah, meangsang pembungaan, serta menghambat dormansi dlam biji dan kuncup tunas.
c. Sitokinin
Sitokinin merupakan zat pengatur tumbuh yang ditemukan oleh Johanes van Overbeek tahun 1940 saat melakukan percobaan untuk meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan sel tanaman dalam kultur jaringan. Overbeek dapat meningkatkan pertumbuhan embrio tanaman dengan menambahkan santan dari buah kelapa. Sitokinin merupakan zat tumbuh yang mula-mula ditemukan pada batang tembakau. Hormon tersebut memiliki fungsi antara lain sebagai berikut :
1. Merangsang pembelahan sel dengan cepat.
2. Memperkecil dominasi apikal dan dapat menyebabkan pembesaran daun muda.
3. Mengatur pembentukan bunga dan buah.
4. Membantu proses pertumbuhan akar dan tunas pada pembuatan kultur jaringan.
5. Menunda pengguguran daun, bunga, dan buah dengan cara meningkatkan transpor zat makanan ke organ tersebut.
d. Gas Etilen
Gas etilen adalah hormon yang dihasilkan oleh buah yang sudah tua. Jika buah yang sudah tua tetapi masih berwarna hijau disimpan dalam kantong tertutup maka akan cepat masak. Hal ini disebabkan oleh gas etilen yang dihasilkan buah tersebut.
Gas etilen juga menyebabkan pertumbuhan batang menjadi tebal dan kukuh. Di samping itu, bersama-sama hormon lain akan menimbulkan reaksi yang karakteristik bersama auksin, gas etilen dapat memacu perbungaan. Bersama-sama giberelin gas etilen dapat mengatur perbandingan bunga jantan dan betina pada tumbuhan berumah satu.
e. Asam Absisat
ABA (abscisic acid) ditemukan pada tahun 1960 oleh sekelompok peneliti (Davis dan kawan-kawan) yang mempelajari perubahan senyawa kimia yang menyebabkan terjadinya dormansi pada kuncup, dan perubahan kimia saat daun-daun gugur. Asam absisat adalah hormon yang menghambat pertumbuhan tanaman, yaitu dengan mengurangi kecepatan pembelahan sel maupun maupun pembesaran sel atau kedua-duanya.
Pada musim kering, musim gugur, atau musim dingin, daun tumbuhan digugurkan semua. Pada saat demikian tumbuhan mengalami dormansi. Saat dormansi asam absitat terakumulasi pada tunas menghambat pertumbuhan sehingga tunas tidak tumbuh. Dengan demikian asan absitat dapat membantu tumbuhan mengatasi tekanan dari kondisi lingkungan yang kurang baik.


2. Faktor Eksternal
Faktor eksternal merupakan faktor-faktor yang ada diluar, seperti nutrisi, cahaya, suhu, kelembaban, atau lainnya yang dapat mempengaruhi secara langsung ataupun tidak langsung terhadap pertumbuhan dan perkembangan.
a. Nutrisi
Nutrisi merupakan bahan baku utama untuk organisme dalam poses pertumbuhan dan perkembangannya. Pertambahan massa yang terjadi dan energi yang dipakai dalam pertumbuhan semuanya berasal dari nutrisi, air, serta gas CO2 melalui proses fotosintesis dan metabolisme. Nutrisi untuk tumbuhan terkandung di dalam tanah, dalam hal ini termasuk air sebagai pelarut yang penting dalam proses transportasi. Secara umum, unsur atau elemen nutrisi tumbuhan dapat dipisahkan kedua golongan, yaitu makronutrien yang dibutuhkan dalam jumlah banyak dan mikronutrien yang hanya dibutuhkan sedikit. Namun, ketiadaan salah satu unsur golongan ini dapat memberi pengaruh yang kurang baik terhadap proses pertumbuhan dan perkembangan.
b. Cahaya
Cahaya merupakan faktor utama sebagai sumber energi dalam fotosintesis, untuk memproduksi tepung (karbohidrat). Kekurangan cahaya akan mengganggu proses fotosintesis dan pertumbuhan, meskipun kebutuhan cahaya tergantung pada jenis tumbuhan. Kekurangan cahaya pada saat perkecambahan berlangsung akan menimbulkan gejala etiolasi, di mana batang kecambah akan tumbuh lebih cepat namun lemah dan daunnya berukuran kecil, tipis, dan berwarna pucat tidak hijau. Berbeda dengan perkecambahan yang berlangsung di tempat terang akan tumbuh lebih lambat, namun daunnya tampak lebih lebar, tebal, hijau tampak segar dan batang kecambah yang tampak lebih kukuh. Selain itu, cahaya akan mempengaruhi arah pertumbuhan dari kecambah. Fenomena ini disebut fototropisme.
c. Suhu
Suhu mempunyai kaitan yang erat dengan kerja enzim, terutama untuk memproduksi cadangan makanan. Seperti diketahui setiap enzim mempunyai suhu optimum (suhu enzim bekerja maksimal) dalam melakukan aktivitasnya. Di atas atau di bawah suhu optimum, kerja enzim akan mengalami penurunan. Jika suhu terlalu rendah atau terlalu tinggi enzim tidak dapat aktif, sehingga proses metabolisme berjalan lambah atau terhenti sama sekali.
3. Faktor Kelembaban
Kelembaban atau air sangat penting dalam perkecambahan. Awal dari perkecambahan dimulai dari membengkaknya biji karena masuknya air yang akan melarutkan, megaktifkan enzim, menghidrolisa dan mengangkut hasil metabolisme menuju ke pusat pertumbuhan.
4. Gravitasi
Bila cahaya akan mempengaruhi arah pertumbuhan tunas maka pengaruh bumi akan mempengaruhi pertumbuhan akar menuju ke pusat bumi. Arah gerak akar yang membumi disebut geotropisme.
C. Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Hewan
Seperti halnya pada tumbuhan, pertumbuhan dan perkembangan hewan mulai semenjak fase zigot. Zigot sebagai hasil pembuatan sel telur oleh sel sperma akan membelah berulang, sehingga jumlahnya bertambah banyak. Dari satu sel menjadi dua sel, empat sel, dan seterusnya, akhirnya dihasilkan milyaran sel. Bersamaan dengan proses pertambahan jumlah sel tersebut, diikuti pula berbagai perubahan, seperti bentuk sel, fungsi sel, struktur sel, susunan biokimianya, dan lain-lain. Pada hewan atau manusia dari sel zigot membelah secara bertahap dihasilkan embrio. Pada tahap tertentu sel-sel jaringan embrio akan berdiferensiasi sehingga dihasilkan bermacam-macam jaringan. Selanjutnya, embrio berkembang menjadi janin, dan suatu ketika lahir menjadi bayi. Selanjutnya bayi akan berkembang menjadi anak, remaja, dewasa dan seterusnya. Pertumbuhan zigot hingga terbentuknya embrio disebut fase embrionik. Pertumbuhan setelah fase embrio disebut fase pascaembrionik.
1. Fase Embriotik
Sel zigot sebagai hasil pembuahan akan segera membelah berulang-ulang. Dalam proses pembelahan ini disertai perubahan-perubahan yang akhirnya terbentuk embrio. Pada awal pembentukan embrio ini dihasilkan berbagai tipe sel yang mempunyai struktur dan fungsi berbeda. Proses ini diseut diferensiasi. Perbedaan struktur dan fungsi sel tersebut sangat menentukan perwujudan akhir organisme yang bersangkutan sebagai individu baru.
a. Fase Pembelahan Dan Blastulasi
Zigot sebagai hasil pembelahan mula-mula menebal, terus membelah secara mitosis menjadi dua sel. Selanjutnya masing-masing sel anak membelah sekali lagi, sehingga dihasilkan empat sel baru yang berukuran lebih kecil dari sel asalnya. Sel-sel ini dikenal dengan blastomer. Selanjutnya blastomer mengalami serangkaian pembelahan mitosis seingga mengakibatkan penambahan jumlah sel secara cepat. Kumpulan bola sel embrionik hasil pembelahan ini mempunyai bentuk seperti buah arbei, disebut morula.
b. Gastrulasi
Setelah blastulasi lengkap, embrio berubah bentuk. Sel-sel pada salah satu isinya bermigrasi ke arah depan sisi lain sehingga ruang blastosul mengempis atau bahkan menghilang. Tahapan embrio seperti ini disebut grastula. Proses perubahan blastula menjadi gastrula disebut gastrulasi. Akibat perpindahan sel-sel permukaan luar ke dalam dan sel-sel lapisan dalam keluar, blastusol menghilang dan terbentuklah yang baru yang disebut gastrosul atau arkenteron.
c. Morfogenesis
d. Diferensiasi Dan Spesialisasi Jaringan
e. Imbas Embrionik
f. Organogenesis
2. Perkembangan Pascaembriotik
a. Metamorfosis
b. Regenerasi