Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pertumbuhan dan perkembangan selalu berjalan beriringan pada setiap makhluk hidup yang ada di muka bumi ini. Pada kegiatan belajar pertama ini yang akan dibahas adalah pengertian pertumbuhan dan perkembangan serta perbedaannya, dan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Prinsip Dasar Pertumbuhan Dan Perkembangan Dari Perpektif Islam

Ketika menyatakan bahwa Allah adalah Maha Pencipta, Maha Penjaga dan Maha Pemelihara segala sesuatu, Alquran juga mengatakan bahwa Allah menciptakan manusia dari berbagai tahap progresif pertumbuhan dan perkembangan. Dengan kata lain, kehidupan manusia memiliki pola dalam tahapan-tahapan tertentu yang termasuk tahapan dari pembuahan sampai kematian. Tahapan yang tertjadi dalam pertumbuan dan perkembangannya bukan karena suatu kebetulan namun merupakan sesuatu yang telah dirancang, ditentukan dan ditetapkan langsung oleh Allah. Banyak ayat Alquran yanmg menyatakan hal ini. Salah satunya sebagai berikut:

... dan Dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan segalanya dengan ukuran-ukuran dengan serapi-rapinya. (QS. Al-Furqaan 25:2)

pertumbuhan & perkembangan manusia tidak terjadi serta merta dalam satu waktu, namun melalui tahapan yang telah ditentukan ukurannya yang membuatnya berjalan dalam  proses yang berangsur-angsur atau gradual. Ayat berikut ini dengan jelas menyatakan bahwa manusia diciptakan dan ditentukan untuk berkembang dalam tahapan.

Mengapa kamu tidak percaya kepada kebesaran Allah? Padahal Dia sesungguhnya telah menciptakan kamu dalam beberapa tingkatan kejadian. (QS. Nuh 71:13-14)

 Ibn Kastir melaporkan bahwa Abdullah Ibn Abbass dan lain-lain menrjemahkan ayat ini dalam pengertian bahwa manusia tumbuh dari satu keadaan ke keadaan lain sedemikian rupa, menjadi kana-kanak setelah bayi, menjadi tua setelah muda dan kuat.

Ayat-ayat diatas menunjukan bahwa manusia tumbuh dan berkembang mengikuti tahapan tertentu. Tahapan ini secara khusus dinyatakan dalam berbagai ayat Alquran yang lain dengan cara yang lebih rinci. Selain itu Nabi Muhammad saw. Juga menyatakan tahapan ini lebih lanjut dalam beberapa hadist. Jika dianalisis, Alquran dan Hadist secara umum membagi kehidupan manusia (pertumbuhan dan perkembangan) di dunia menjadi kategori besar, prakelahiran dan pascakelahiran. Masing-masing tahapan ini juga dapat dibagi atas berbagai bagian lagi dengan istilah dan periode yang berbeda-beda. Banyak ayat Alquran yang secara substansi cukup rinci membahas tentang tahapan kehidupan manusia di dunia. Meski dalam beberapa ayat yang lain hanya menggambarkan tahap pertama kehidupan manusia, yaitu tahapan prakelahiran. Salah satu contohnya adalah ayat Alquran berikut ini:

...Dia menjadikanmu dalam perut ibumu kejadian demi kejadian dalam tiga kegelapan. Yang demikian itu adalah Allah, Tuhan kamu, Tuhan yang mempuanyai kerajaan. Tidak ada Tuhan selain Dia, maka bagaimana kaamu dapat dipalingkan?       (QS Al-Zumar 39:6)

Selain itu, berbagai ayat Alquran juga menggambarkan kedua tahap (prakelahiran dan pascakelahiran) dengan cara yang sangat jelas:

Dialah yang menciptakanmu dari tanah kemudian dari tetesan (nutfah), sesudah itu dari segumpal darah (alaqah); kemudian dilahirkan-Nya kamu tumbuh kepada masa (dewasa yang penuh kekuatan); kemudian (dibiarkan kamu hidup lagi) sampai tua, diantara kamu ada yang diwafatkan sebelum itu, Kami perbuat demikian supaya kamu sampai kepada ajal yang ditentukan dan supaya kamu memahaminya.(QS Al-Mu’min 40:67)

Alquran juga menyatakan bahwa tahap pertama memiliki aturan dan waktu yang ditentukan untuk mencapai tugas perkembangannya. Setelah itu tahap pertama ini terputus dengan adanya kelahiran (melalui persalinan). Hal ini terlihat dalam petikan ayat berikut:

... dan Kami tetapkan dalam rahim siapa yang kami kehendaki sampai waktu yang ditentukan... (QS Al-Hajj 22:5)

Ayat tersebut dalam kutipan yang lebih lengkap terlihat membagi dua tahapan besar perkembangan manusia, ayat tersebut berbunyi:

Hai manusia, jika kamu dalam keraguan tentang kebangkitan, maka ketahuilah sesungguhnya Kami menciptakan kamu dari tanah (turab), kemudian dari tetesan (nutfah), kemudian segumpal darah (alaqah), kemudian dari struktur daging (mudgah) yang sempurna kejadiannya dan yang tidak sempurna agar kami jelaskan padamu, dan Kami tetapkan dalam rahim siapa yang Kami kehendaki sampai waktu yang ditentukan, kemudian kami keluarkan kamu sebagai bayi, kemudian berangsur-angsur kamu menjadi dewasa, dan diantara kamu yang diwafatkan dan adapula yang diperpanjang umurnya sampai pikun, supaya tidak diketahui lagi sesuatu yang dulu diketahuinya...     (QS Al-Hajj 22:5)

Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan adalah proses kenaikan volume yang bersifat irreversibel (tidak dapat balik), dan terjadi karena adanya pertambahan jumlah sel dan pembesaran dari tiap-tiap sel. Pada proses pertumbuhan biasa disertai dengan terjadinya perubahan bentuk. Pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif.

Perkembangan adalah proses menuju dewasa. Proses perkembangan berjalan sejajar dengan pertumbuhan. Berbeda dengan pertumbuhan, perkembangan merupakan proses yang tidak dapat diukur. Dengan kata lain, perkembangan bersifat kualitatif, tidak dapat dinyatakan dengan angka.

Organisme disebut telah dewasa apabila telah mampu berkembang biak secara generatif. Pada tumbuhan, hal itu ditandai dengan terbentuknya bunga. Sedang pada manusia dan mamalia lainnya ditandai dengan telah berkembangnya gonade yang menghasilkan sel-sel kelamin (gamet). Pada pria ditandai dengan dimulainya produksi sel sperma oleh testis, dan pada wanita menghasilkan ovum (sel telur) yang dibentuk di ovarium.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pada tanaman, pertumbuhan dimulai dari proses perkecambahan biji. Perkecambahan dapat terjadi apabila kandungan air dalam biji semakin tinggi karena masuknya air ke dalam biji melalui proses imbibisi. Apabila proses imbibisi sudah optimal, dimulailah perkecambahan.

Struktur yang pertama muncul, yang menyobek selaput biji adalah radikula yang merupakan calon akar primer. Radikula adalah bagian dari hipokotil. Pada bagian ujung sebelah atas terdapat epikotil (calon batang). Berdasar letak kotiledonnya, ada dua jenis perkecambahan yaitu tipe epigeal, dan tipe hipogeal.

Perbedaan Pertumbuhan dan Perkembangan

Pertumbuhan	Perkembangan
Bersifar irreversibel	Bersifat irreversibel
Dinyatakan secara kuantitatif	Dinyatakan secara kuaitatif
Bertambahnya ukuran dan jumlah sel	Berubahnya struktur dan fungsi sel kearah yang lebih dewasa dan sempurna

 Perkembangan Bakal Biji dan Bakal Buah:

Perkembangan Bakal Biji

Bakal biji akan tumbuh dan berkembang menjadi biji. Didalam bakal biji terdapat zigot dan endosperm. Zigot akan tumbuh dan berkembang menjadi embrio.

Perkembangan endoperm

Endosperm tumbuh dan berkembang lebih dahulu dibandingkan pertumbuhan dan perkembangan embrio. Endosperm kaya akan cadangan makanan. Cadangan makanan tersebut digunakan digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan embrio.

Perkembangan embrio

Pertumbuhan dan perkembangan embrio diawali dengan pembelahan zigot secara mitosis menghasilkan sel basal dan sel terminal. Sel basal berkembang menjadi suspensor. Suspensor berfungsi sebagai penghubung antara embrio dan kulit bakal biji, serta mengalirkan nutrien dari tumbuhan induk atau dari endosperm. Sel terminal berkembang menjadi proembrio yang melekat pada suspensor. Kotiledon mulai berkembang membentuk tonjolan pada proembrio yang juga diikuti perkembangan embrio. Embrio berkembang membentuk ujung batang dan ujung akar.

Struktur biji yang matang

Selama pematangan biji, biji mengalami pengurangan kandungan air sampai tinggal sekitar 5%-15% dari berat biji. Selanjutnya embrio berhenti berkembang sampai biji mengalami perkecambahan. Biji yang matang mengandung embrio yang dikelilingi kotiledon, endosperm atau keduanya. Biji dilundungi oleh kulit biji.

Tumbuhan dikotil memiliki dua kotiledon. Pada perkembangan embrio tumbuhan dikotil akan terbentuk epikotil dan hipokotil. Epikotil terletak diatas kotiledon. Di ujung epiotil terdapat plumula, yaitu berupa ujung batang dan sepasang calon daun. Hipokotil terdapat di bagian bawah kotiledon yang membentuk calon akar. Sementara itu, pada tumbuhan monokotil hanya terdapat satu kotiledon. Kotiledon pada beberapa tumbuhan monokotil disebut skuletum.

Perkembangan Bakal Buah

Ketika bakal biji berkembang menjadi biji, bakal buah menjadi buah. Buah berfungsi melindungi biji ketika biji dipencarkan oleh angin atau hewan. Buah mulai berkembang setelah terjadi setelah terjadi penyerbukan. Penyerbukan merangsang perubahan hormon yang menyebabkan bakal buah berkembang. Dinding bakal buah berkembang menjadi perikarp (bagian dinding buah yang paling tebal). Pada saat bakal buah berkembang, bagian-bagian bunga yang lain gugur. Jika pada suatu bunga tidak terjadi penyerbukan, buah tidak akan berkembang dan semua bagian bunga gugur dari tangkainya.

Perkecambahan

Awal perkecambahan dimulai dengan berakhirnya masa dormansi pada biji. Berakhirnya masa dormansi ditandai dengan masuknya air ke dalam biji, yang disebut dengan proses imbibisi. Proses tersebut akan menginduksi aktivitas enzim sehingga awal perkecambahan mulai berjalan. Setelah berakhirnya masa dormansi, tahap berikutnya tumbuhan akan melakukan proses perbanyakan sel atau pembelahan aktif. Setelah mencapai massa sel tertentu, tumbuhan akan melakukan proses deferensiasi. Deferensiasi merupakan proses pertambahan jenis dan fungsi sel yang jelas. Setelah itu akan dibentuk organ-organ melalui proses organogenesis. Proses organogenesis berbagai organ yang berbeda bentuk serta berguna untuk melengkapi struktur dan fungsi.

Tipe perkecambahan terdiri dari 2 macam :

1.  Perkecambahan Epigeal

Hipokotil tumbuh memanjang yang mengakibatkan kotiledon dan plumula sampai keluar ke permukaan tanah, sehingga kotiledon terdapat di atas tanah. Contoh perkecambahan ini terjadi pada kacang tanah, kacang hijau.

Perkecambahan Epigeal

2.  Perkecambahan Hipogeal

Gambar disamping memperlihatkan terjadinya pertumbuhan memanjang dari epikotil sehingga menyebabkan plumula keluar dan menembus pada kulit bijinya yang nantinya akan muncul di atas tanah, sedangkan kotiledonnya masih tetap berada di dalam tanah.Contoh perkecambahan ini terjadi pada kacang kapri.

Perkecambahan Hipogeal

Faktor-Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan

Pertumbuhan pada tumbuhan dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

a.    Faktor luar

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

1. Nutrisi

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

2. Cahaya

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

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

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

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

• 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.
• 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).
• 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:
• Kaulokalin : merangsang pembentukan batang
• Rhyzokalin : merangsang pembentukan akar. Sekarang telah diketahui bahwa rhyzokalin identik dengan vitamin B1 (thiamin)
• Filokalin : merangsang pembentukan daun
• 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. Lukaluka yang terjadi dapat tertutup kembali dengan membentuk jaringan kalus dan jaringan yang rusak dapat diganti dengan yang baru. Bahkan dari luka pada bagian tertentu dari tubuh tumbuhan dapat tumbuh tunas baru.

 Mata Dunia