Pertumbuhan dan Perkembangan

A.    Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan

Semua organisme dalam hidupnya mengalami proses perubahan biologis. Perubahan tersebut terjadi disebabkan semua organisme mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Berlang- sungnya proses perubahan biologis dipengaruhi oleh tersedianya faktor-faktor pendukung. Perubahan tanaman kecil menjadi tanaman dewasa dan menghasilkan buah berawal dari satu sel zigot menjadi embrio, kemudian menjadi satu individu yang mempunyai akar, batang, dan daun. Demikian pula hewan, tumbuh dari satu sel zigot menjadi embrio, kemudian berkembang menjadi satu individu lengkap dengan organ-organ yang dimiliki, seperti kaki, kepala, dan tangan. Peristiwa perubahan biologi yang terjadi pada makhluk hidup yang berupa pertambahan ukuran (volume, massa, dan tinggi) yang bersifat irreversibel disebut pertumbuhan.

Perubahan terjadi selama masa pertumbuhan menuju pada satu proses kedewasaan sehingga terbentuk organ-organ yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda. Sebagai contoh, pertumbuhan tanaman membentuk akar, batang, dan daun. Peristiwa perubahan yang demikian disebut diferensiasi. Peristiwa diferensiasi menghasilkan perbedaan yang tampak pada struktur dan fungsi masing-masing organ, sehingga perubahan yang terjadi pada organisme tersebut makin kompleks. Proses perubahan bio- logis seperti ini disebut perkembangan. Perkembangan mengarah pada proses menuju kedewasaan organisme.

Pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil interaksi antara faktor-faktor dalam dan luar. Faktor yang terdapat dalam tubuh organisme, antara lain sifat genetik yang ada di dalam gen dan zat pengatur tumbuh yang merangsang pertumbuhan. Adapun faktor lingkungan merupakan faktor dari luar yang memengaruhi pertumbuhan. Kemudian, potensi genetik hanya akan berkem- bang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok. Dengan demikian, sifat yang tampak pada tumbuhan dan hewan meru- pakan hasil interaksi antara faktor genetik dengan faktor ling- kungan secara bersama-sama.

Pertumbuhan adalah proses kenaikan massa dan volume yang irreversibel (tidak kembali ke asal) karena adanya tambahan substansi dan perubahan bentuk yang terjadi selama proses tersebut. Selama pertumbuhan terjadi pertambahan jumlah dan ukuran sel. Pertumbuhan dapat diukur serta dinyatakan secara kuantitatif.

Perkembangan adalah proses menuju tercapainya kedewasaan atau tingkat yang lebih sempurna. Perkembangan tidak dapat dinyatakan secara kuantitatif.  Perkembangan merupakan proses yang berjalan sejajar dengan pertumbuhan.

Pertumbuhan pada tumbuhan terutama terjadi pada jaringan meristem (ujung akar, ujung batang, dan ujung kuncup). Tumbuhan monokotil tumbuh dengan cara penebalan karena tidak mempunyai kambium, sedangkan tumbuhan dikotil pertumbuhan terjadi karena adanya aktivitas kambium. Kambium memegang peranan penting untuk pertumbuhan diameter batang.  Kambium tumbuh ke dalam membentuk xilem (kayu), ke arah luar membentuk floem. Dalam pertumbuhan dan perkembangan terjadi pembelahan sel, pemanjangan sel dan diferensiasi sel.

B.     Tahap-Tahap Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pada proses pertumbuhan dan perkembangannya, tumbuhan mengalami periode lamban yaitu dengan ciri adanya sedikit pertum- buhan atau tidak ada pertumbuhan yang sebenarnya. Periode ini terjadi pada saat tumbuhan sedang mempersiapkan diri untuk tumbuh, misalnya sebutir biji yang sedang menyerap air untuk persiapan perkecambahan.

Periode lamban ini akan diikuti dengan periode eksponen (logaritma). Pada periode ini dimulailah suatu pertumbuhan yang pada awalnya lambat tetapi kemudian semakin cepat. Fase ini tidak akan terjadi terus menerus. Dalam beberapa waktu pertumbuhannya akan menurun dan segera mema- suki periode perlambatan. Pertumbuhannya akan berlangsung lebih lambat dan akhirnya akan berhenti sama sekali, misalnya terjadi pada pohon yang tumbuh terus menerus sampai suatu ketika terkena suatu penyakit dan akhirnya akan mati.

1.      Tahap Awal Pertumbuhan

Pertumbuhan pada biji telah dimulai pada saat proses fisika, kimia, dan biologi mulai berlangsung. Mula-mula terjadi proses fisika saat biji melakukan imbibisi atau penyerapan air sampai biji ukurannya bertambah dan menjadi lunak. Saat air masuk ke dalam biji, enzim-enzim mulai aktif sehingga menghasilkan berbagai reaksi kimia.

Kerja enzim ini antara lain, mengaktifkan metabolisme di dalam biji dengan mensintesis cadangan makanan sebagai persediaan cadangan makanan pada saat perkecambahan berlangsung yang dipakai untuk berkecambah.

Aktivitas pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif. Pada tanaman kecepatan pertumbuhan dapat diukur dengan menggunakan alat yang disebut busur tumbuh atau auksanometer.

2.      Perkecambahan

Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil) dan radikula (calon akar) dari dalam biji yang merupakan hasil pertumbuhan dan perkembangan embrio. Pada perkembangan embrio saat berkecambah, bagian plumula tumbuh dan berkembang menjadi batang, sedangkan radikula menjadi akar.

Tipe perkecambahan ada dua macam, tipe itu sebagai berikut.

a.       Tipe perkecambahan di atas tanah (Epigeal)

Tipe ini terjadi, jika plumula muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tetap berada di dalam tanah. Hipokotil memanjang sehingga plumula dan kotiledon ke permukaan tanah dan kotiledon melakukan fotosintesis selama daun belum terbentuk. Contoh: perkecambahan kacang hijau.

b.      Tipe perkecambahan di bawah tanah (hipogeal)

Tipe ini terjadi, jika plumula dan kotiledon muncul di atas permukaan tanah. Epikotil memanjang sehingga plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tertinggal dalam tanah. Contoh: perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum).

Makanan untuk pertumbuhan embrio diperoleh dari cadangan makanan karena belum terbentuknya klorofil yang diperlukan dalam fotosintesis. Pada tumbuhan dikotil makanan diperoleh dari kotiledon, sedangkan pada tumbuhan monokotil diperoleh dari endosperm.

Di daerah yang memiliki empat musim dalam setahun, pohon tumbuh selama musim semi dan musim panas. Pertumbuhan terutama terjadi pada ujung pohon, pucuk ranting, dan akar. Ranting memanjang dan bunga serta daun muncul dari pucuk. Ujung akar tumbuh memanjang dan menembus lapisan tanah. Akar dan ranting menebal seperti juga batang, sehingga pohon bertambah besar.

3.      Pertumbuhan Primer

Terbentuknya  bunga, dimulai dari alat kelamin betina atau putik yang mengandung sel telur (ovarium) lalu dibuahi oleh alat kelamin jantan atau benang sari yang mengandung sel sperma dan akhirnya membentuk lembaga atau zigot. Sel induk lembaga atau zigot ini mengalami proses perkembangan yang ditandai dengan adanya periode perlambatan pertumbuhan atau tidak ada sama sekali pertumbuhan, sehingga bentuk zigot tidak mengalami perubahan atau tidak mengalami pertambahan ukuran panjang.

Proses perkembangan zigot dimulai dari sel induk yang membelah secara meiosis menghasilkan empat sel haploid, artinya satu sel besar dan tiga sel kecil yang melebur/melarut ke dalam sel besar. Selanjutnya sel haploid itu menyusun atau mengumpulkan energi dari zat-zat makanan untuk mela- kukan pembelahan berikutnya secara mitosis.

Pembelahan mitosis sebenarnya adalah awal dimulainya proses pertum- buhan embrionik yang ditandai dengan adanya periode percepatan pertum- buhan akibat terjadinya pembelahan sel bertahap secara cepat dan terus menerus menghasilkan dua sel, empat sel, delapan sel, enam belas sel, dan seterusnya, sehingga terjadi penambahan/pemanjangan ukuran selnya. Se- lanjutnya membentuk kumpulan/kelompok yang tumbuh menjadi embrio atau jaringan meristem atau jaringan embrional, kemudian jaringan meristem ini tumbuh dan berkembang menjadi embrio yang tersimpan dan terlindungi di dalam biji, kemudian tumbuh menjadi kecambah hingga mencapai dewasa. Pertumbuhan pada embrio atau jaringan meristem dari hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer ini disebut dengan pertumbuhan primer.

Merupakan pertumbuhan yang terjadi karena adanya meristem primer.  Pertumbuhan ini disebabkan oleh kegiatan titik tumbuh primer yang terdapat pada ujung akar dan ujung batang dimulai sejak tumbuhan masih berupa embrio.

Setelah fase perkecambahan, diikuti pertumbuhan tiga sistem jaringan meristem primer yang terletak di akar dan batang. Pada fase ini tumbuhan membentuk akar, batang, dan daun. Tiga sistem jaringan primer yang terbentuk sebagai berikut.

a.       Protoderm, yaitu lapisan terluar yang akan membentuk jaringan epidermis.

b.      Meristem dasar yang akan berkembang menjadi jaringan dasar yang mengisi lapisan korteks pada akar di antara style dan epidermis.

c.       Prokambium, yaitu lapisan dalam yang akan berkembang menjadi silinder pusat, yaitu floem dan xilem.

Pertumbuhan Primer pada Akar

Akar muda yang keluar dari biji segera masuk ke dalam tanah, selanjutnya membentuk sistem perakaran tanaman. Pada ujung akar yang masih muda, terdapat empat daerah pertumbuhan sebagai berikut.

a.       Tudung akar (kaliptra)

Tudung akar atau kaliptra berfungsi sebagai pelindung terhadap benturan fisik ujung akar terhadap tanah sekitar pertumbuhan. Fungsi lain ujung akar, yaitu memudahkan akar menembus tanah karena tudung akar dilengkapi dengan sekresi cairan polisakarida.

Perbedaan antara tudung akar dikotil dan monokotil sebagai berikut.

·         Pada tudung akar dikotil, antara ujung akar dengan kaliptra tidak terdapat batas yang jelas dan tidak memiliki titik tumbuh pada kaliptra tersebut.

·         Pada tudung akar monokotil, antara ujung akar dan kaliptra terdapat batas yang jelas atau nyata dan mempunyai titik tumbuh tersendiri yang disebut kaliptrogen.

Sel-sel kaliptra yang dekat dengan ujung akar mengan- dung butir-butir tepung yang disebut kolumela.

b.      Meristem

Meristem merupakan bagian dari ujung akar yang selnya senantiasa mengadakan pembelahan secara mitosis. Meristem ini terletak di belakang tudung akar. Pada tumbuhan dikotil, sel-sel tudung akar yang rusak akan digantikan oleh sel-sel baru yang dihasilkan oleh sel-sel me-ristem pri- mer dari perkembangan sel-sel meristem apikal.

c.       Daerah pemanjangan sel

Daerah pemanjangan sel terletak di belakang daerah meristem. Sel-sel hasil pembelahan meristem tumbuh dan ber- kembang memanjang pada daerah ini. Aktivitas pertumbuhan dan perkembangan memanjang dari sel mengakibatkan pem- belahan sel di daerah ini menjadi lebih lambat dari bagian lain. Pemanjangan sel tersebut berperan penting untuk mem- bantu daya tekan akar dan proses per- tumbuhan memanjang akar.

d.      Daerah diferensiasi

Pada daerah ini, sel-sel hasil pembelahan dan peman- jangan akan mengelompok se-suai dengan kesamaan struktur. Sel-sel yang memiliki kesamaan struktur, kemu- dian akan memperoleh tugas membentuk jaringan ter- tentu.

Pertumbuhan Primer pada Batang

Pertumbuhan dan perkembangan primer pada batang meliputi daerah pertumbuhan (titik tumbuh), daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi. Meristem apikal pada batang dibentuk oleh sel-sel yang senantiasa membelah pada ujung tunas yang biasa disebut kuncup. Di dalam kuncup, ruas batang dan tonjolan daun kecil (primordia) memiliki jarak sangat pendek karena jarak internodus (antarruas) sangat pendek. Pertumbuhan, pembelahan, dan pemanjangan sel terjadi di dalam internodus.

4.      Pertumbuhan Sekunder

Merupakan pertumbuhan yang terjadi karena adanya meristem sekunder. Pertumbuhan ini disebabkan oleh kegiatan kambium yang bersifat meristematik kembali. Ciri-ciri jaringan meristematik ini adalah mempunyai dinding yang tipis, bervakuola kecil atau tidak bervakuola, sitoplasma pekat dan sel- selnya belum berspesialisasi. Ketika pertumbuhan berlangsung secara aktif, sel-sel meristem membelah membentuk sel-sel baru. Sel-sel baru yang terbentuk itu pada awalnya rupanya sama, tetapi setelah dewasa, sel-sel tadi berdiferensiasi menjadi jaringan lain.

Pada tumbuhan dikotil, selain terdapat jaringan meristem primer juga terdapat jaringan meristem sekunder. Pertumbuhan sekunder terjadi pada jaringan meristem sekunder berupa kambium gabus atau gabus. Fungsi kambium gabus adalah sebagai perlindungan pada pertumbuhan sekunder yaitu per- tumbuhan organ tumbuhan menjadi bertambah besar ukurannya. Contoh tumbuhan yang melakukan pertum- buhan sekunder adalah pohon jati yang banyak terdapat di daerah Blora, Cepu, Jawa Tengah.

Setelah meristem primer membentuk jaringan permanen, kemudian meristem sekunder mengalami pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder hanya terjadi pada tumbuhan dikotil, yaitu pembentukan kambium yang terbentuk dari parenkim atau kolenkim.

Jika sel kambium membelah ke arah luar, akan membentuk sel floem, sebaliknya jika sel kambium membelah ke arah dalam akan membentuk xilem. Xilem dan floem yang terbentuk dari aktivitas kambium disebut xilem sekunder dan floem sekunder. Pertumbuhan xilem dan floem tersebut menyebabkan batang bertambah besar dan terbentuk lingkaran tahun yang dipengaruhi oleh aktivitas pada musim kemarau dan musim penghujan.

Pada awal pertumbuhan, kam- bium hanya terdapat pada jaringan ikat pembuluh (vasis) yang disebut kambium intravaskuler atau kambium vasis, kambium ini dapat tumbuh dengan arah yang berlawanan, yaitu yang tumbuh ke arah luar akan menjadi xilem dan yang tumbuh kearah dalam akan membentuk floem. Selanjutnya pada pertumbuhan sel jaringan parenkim yang berada di antara kambium intravaskuler akan tumbuh dan berubah menjadi kam- bium baru yang disebut kambium intervaskuler.

Di dalam perkembangannya, kambium intervaskuler akan tersambung dengan kambium intravaskuler yang membentuk suatu lingkaran konsentris, bentuk lingkaran konsentris pada tumbuhan dikotil sering disebut dengan lingkaran tahun. Contoh batang tumbuhan dikotil yang mempunyai lingkaran tahun adalah pohon jati.

Lingkaran tahun pada pohon jati terjadi sebagai akibat dari pertumbuhan sekunder (kambium gabus) yang berlangsung/berjalan tidak sepanjang tahun. Pertumbuhan sekunder berlangsung hanya pada musim penghujan karena pada musim penghujan kebutuhan air dan unsur hara cukup banyak tersedia untuk pertumbuhan tanaman tersebut, dengan proses pertumbuhan seperti ini akan terbentuk suatu lingkaran yang disebut lingkaran tahun.

Pada umumnya tumbuhan dikotil seperti pohon jati memiliki kulit batang pecah-pecah atau rusak. Kulit batang jati mengalami pecah- pecah, karena adanya aktivitas kambium yang membentuk jaringan xilem dan floem lebih cepat dari pertumbuhan kulit, sehingga akan mengakibatkan jaringan kulit paling luar seperti epidermis dan korteks menjadi rusak atau pecah-pecah. Untuk mencegah terjadinya kerusakan kulit terluarnya lebih lanjut, maka jaringan yang berada di sebelah dalam kulit membentuk jaringan pelindung dari kerusakan berupa kambium gabus atau felogen. Felogen membentuk jaringan yang tumbuh ke arah dalam disebut feloderm yang sel- selnya hidup sedangkan jaringan yang tumbuh ke arah luar disebut felem yang sel-selnya mati.

Jaringan meristem ada dua jenis, yaitu:

a.       Jaringan meristem apex

Jaringan ini terdapat pada ujung akar dan batang, yang berfungsi untuk mewujudkan pertumbuhan primer.

b.      Jaringan meristem lateral

Jaringan ini dapat membentuk pertumbuhan sekunder. Contoh yang sering kita temukan adalah kambium, jaringan ini dapat menumbuhkan pertumbuhan lateral atau menambah diameter dari bagian tumbuhan. Kambium didapatkan pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Contoh yang lain adalah kambium gabus yang terdapat pada batang dan akar tumbuhan berkayu atau pada bagian tumbuhan yang kena luka.

Aktivitas kambium dipengaruhi oleh keadaan suatu iklim, sehingga sel-sel kayu yang terbentuk pada musim penghujan berukuran besar, dan sel-sel yang terbentuk di musim kemarau berukuran kecil-kecil. (Suroso AY, dkk. 2003: 71-72)

Pertumbuhan ini terjadi pada tumbuhan Dicotyledoneae dan Gymnospermae. Pertumbuhan sekunder disebabkan oleh kegiatan meristem sekunder, yang meliputi:

a.       Kambium gabus (felogen)

Pertumbuhan felogen menghasilkan jaringan gabus.  Jaringan gabus berperan sebagai pelindung, yaitu menggantikan fungsi epidermis yang mati dan terkelupas, juga merupakan bagian dari jaringan sekunder yang disebut periderm.

b.      Kambium fasis

Berperan membentuk xilem sekunder ke arah dalam dan membentuk floem sekunder ke arah luar, selain itu juga menghasilkan sel-sel hidup yang berderet-deret menurut arah jari-jari dari bagian xilem ke bagian floem yang disebut jari-jari empulur. Bagian xilem lebih tebal dari pada bagian floem karena kegiatan kambium ke arah dalam lebih besar daripada kegiatan ke arah luar.

c.       Kambium interfasis

Merupakan kambium yang membentuk jari-jari empulur. Tumbuhan monokotil yang tidak mempunyai kambium, tumbuh dengan cara penebalan. Tetapi pada umumnya, pertumbuhan terjadi karena adanya peningkatan banyaknya dan ukuran sel. Pertumbuhan pada tumbuhan dikotil yang berkayu menyangkut kedua aktivitas tersebut, sel- sel baru yang kecil yang dihasilkan kambium dan meristem apikal, kemudian sel-sel ini membesar dan berdifferensiasi. (Kimball, 1992: 411)

5.      Pertumbuhan Terminal

Terjadi pada ujung akar dan ujung batang tumbuhan berbiji yang aktif tumbuh. Terdapat 3 daerah (zona) pertumbuhan dan perkembangan.

a.       Daerah pembelahan (daerah meristematik)

Merupakan daerah yang paling ujung dan merupakan tempat terbentuknya sel-sel baru.  Sel-sel di daerah ini mempunyai inti sel yang relatif besar, berdinding tipis, dan aktif membelah diri.

b.      Daerah pemanjangan

Merupakan daerah hasil pembelahan sel-sel meristem.  Sel-sel hasil pembelahan tersebut akan bertambah besar ukurannya sehingga menjadi bagian dari daerah perpanjangan. Ukuran selnya bertambah beberapa puluh kali dibandingkan sel-sel meristematik.

c.       Daerah diferensiasi

Merupakan daerah yang terletak di bawah daerah pemanjangan. Sel- sel di daerah ini umumnya mempunyai dinding yang menebal dan beberapa di antaranya mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, dan empulur. Sel yang lain berdiferensiasi menjadi jaringan parenkim, jaringan penunjang, dan jaringan pengangkut (xilem dan floem).

Beberapa teori tentang titik tumbuh adalah sebagai berikut.

1)      Teori Histogen dari Hanstein

Teori Histogen menyatakan bahwa titik tumbuh batang seakan-akan dapat dibedakan menjadi tiga lapisan yang membentuk jaringan/histogen.

2)      Teori Tunika dan Korpus dari Schmidt

Teori Tunika menyatakan bahwa titik tumbuh hanya dapat dibeda- kan menjadi dua bagian saja.

·         Tunika, yaitu lapisan pinggir, terdiri atas sel-sel yang membelah mengakibatkan bertambah luasnya permukaan titik tumbuh.

·         Korpus, adalah bagian yang terdapat di sebelah dalam tunika, terdiri atas sel-sel yang membelah ke segala arah.

Alat Pengukur Kecepatan Pertumbuhan Tumbuhan

1)      Mistar

Dengan menggunakan alat ini kita dapat mengetahui kecepatan pertumbuhan. Cara mengukur mula- mula kecambah diberi tanda dengan menggunakan tinta tahan air dengan jarak tertentu. Alat ini juga untuk mengetahui bagian yang mengalami pertambahan panjang paling cepat.

2)      Auksanometer (Busur Tumbuh)

Cara penggunaan auksanometer adalah sebagai berikut.

·         Ikatkan  tali atau benang pada ujung batang tanaman dalam pot yang sudah disiapkan. Benang tersebut diletakkan  pada katrol yang ditempatkan tepat di atas tanaman.

·         Kemudian pada katrol diletakkan alat penunjuk yang dapat berputar mengikuti perputaran katrol.

·         Pada ujung benang yang lain diikatkan sebuah beban pemberat.

·         Aturlah penunjuk pada benang katrol tadi agar bergerak sepanjang busur yang telah diberi skala.

·         Amatilah selama beberapa hari busur penunjuknya dan hitunglah berapa pertambahan tinggi atau panjang batang itu.

C.    Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Suatu tanaman dalam proses pertumbuhannya sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor luar (eksternal). Faktor-faktor eksternal atau lingkungan yang berpengaruh sebagai berikut.

a.       Iklim seperti cahaya, temperatur udara,  air,  angin, matahari dan gas.

b.      Tanah meliputi tekstur dan struktur tanah, bahan organik, ketersediaan nutrien, dan pH.

c.       Biologis, seperti gulma, serangga, mikroorganisme penyebab penyakit, nematoda macam-macam tipe herbivora, mikroorganisme tanah seperti bakteri pemfiksasi N2 dan bakteri denitrifikasi serta mikorhiza.

1.      Faktor Dalam (Internal) yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Faktor dalam yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan adalah gen dan zat pengatur tumbuh.

a.       Faktor Genetik

Faktor penurunan sifat pada keturunan terkandung di dalam gen. Informasi genetik pada gen mengendalikan terben- tuknya sifat penampakan secara fisik (fenotip) melalui interaksinya dengan faktor lingkungan. Sifat menurun tersebut disebut hereditas. Sifat menurun merupakan gen yang terdapat pada setiap kromosom di dalam inti sel jaringan penyusun organ tubuh tumbuhan.

b.      Zat Pengatur Tumbuh (Hormon)

Istilah hormon pertama kali dikemukakan oleh seorang ahli botani dari Belanda bernama Friedrich Agust Ferdinand Went (1863– 1935). Went berpendapat bahwa hormon tumbuh merupakan zat yang penting dalam pertumbuhan tanaman. Hormon tumbuh tersebut juga disebut zat tumbuh yang komponennya terdiri atas senyawa protein dengan substansi kimia yang aktif.

Zat pengatur tumbuh (hormon) pada tanaman ialah senyawa organik yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung, meng- hambat, dan mengubah proses fisiologis tumbuhan. Pada konsentrasi tertentu hormon dapat memacu pertumbuhan, tetapi pada konsentrasi yang tinggi dapat menekan pertum- buhan. Macam-macam hormon sebagai berikut.

1)      Auksin atau AIA (Asam Indol Asetat)

Hormon auksin pertama kali ditemukan oleh Went yang terdapat pada ujung koleoptil kecambah gandum (Avena sativa). Pada penelitian Went lebih lanjut, ternyata diketahui hormon auksin juga ditemukan pada ujung koleoptil kecambah tanaman yang lain. Hormon auksin merupakan senyawa kimia Indol Asetic Acid (IAA) dihasilkan dari sekresi pada titik tumbuh yang terletak pada ujung tunas (terdiri atas batang dan daun), ujung akar, daun muda, bunga, buah, dan kambium. Jika hormon auksin berada di ujung tunas, maka akan diangkut oleh jaringan berkas pembuluh (xilem dan floem) menuju ke tunas untuk tumbuh dan pemanjangan sel-sel jaringan batangnya.

Pengaruh hormon auksin dalam konsentrasi yang berbeda pada bagian tubuh tanaman mengakibatkan terjadinya pertumbuhan yang tidak seim- bang. Bagian yang mengandung auksin lebih banyak memiliki kecepatan tumbuh yang lebih besar. Adapun bagian yang kekurangan akan mengalami pertumbuhan lebih lambat. Jika ini terjadi pada pucuk batang, terjadi pembengkokan arah pertum- buhan. Pengaruh auksin terhadap perkembangan sel memperlihatkan bahwa auksin dapat menaikkan tekanan osmotik, meningkatkan permeabilitas sel terhadap air, menyebabkan pengurang- an tekanan pada dinding-dinding sel, meningkatkan sin- tesis protein, meningkatkan plas-tisitas, mengembangnya dinding sel.

Hormon auksin selain berfungsi merangsang perpanjangan sel-sel batang dan menghambat perpanjangan sel-sel akar, juga berfungsi merangsang pertumbuhan akar sam- ping (lateral) dan akar serabut yang berfungsi sebagai penyerapan air dan mineral, mempercepat aktivitas pembelahan sel-sel titik tumbuh kambium akar dan batang, menyebabkan terjadinya diferensiasi sel menjadi jaringan berkas angkut xilem, dan merangsang terjadinya pembentukan bunga dan buah.

Fungsi auksin, yaitu:

·         Merangsang perpanjangan sel.

·         Merangsang pembentukan bunga dan buah.

·         Merangsang pemanjangan titik tumbuh.

·         Mempengaruhi pembengkokan batang.

·         Merangsang pembentukan akar lateral.

·         Merangsang terjadinya proses diferensiasi.

2)      Gibberellin

Giberelin pertama kali ditemukan pada tumbuhan sejenis jamur Giberella fujikuroi (Fusarium moniliformae) oleh F.Kurusawa, seorang berkebangsaan Jepang. Hormon ini berpengaruh terhadap sifat genetik, pembungaan, penyinaran, dan mobilisasi karbohidrat selama perkecambahan. Hormon ini berperan dalam mendukung perpanjangan sel, aktivitas kambium mendukung pembentukan RNA baru, dan sintesis protein.

Giberelin adalah zat tumbuh yang sifatnya sama atau menyerupai hormon auksin, tetapi fungsi giberelin sedikit ber- beda dengan auksin. Fungsi giberelin adalah membantu pembentukan tunas/ embrio, menghambat perkecambahan dan pembentukan biji. Hal ini terjadi apabila giberelin diberikan pada bunga maka buah yang terbentuk menjadi buah tanpa biji dan sangat nyata mempengaruhi pemanjangan dan pembelahan sel. Hal itu dapat dibuk- tikan pada tumbuhan kerdil, jika diberi giberelin akan tumbuh normal, jika pada tumbuhan normal diberi giberelin akan tumbuh lebih cepat.

Fungsi gibberellin, yaitu:

·         Merangsang pembelahan sel kambium.

·         Merangsang pembungaan lebih awal sebelum waktunya.

·         Merangsang pembentukan buah tanpa biji.

·         Merangsang tanaman tumbuh sangat cepat sehingga mempunyai ukuran raksasa. (Dwidjoseputro, 1992: 197)

3)      Sitokinin

Ada dua jenis hormon sitokinin, yaitu zeatin (merupakan sitokinin alami yang terdapat pada biji jagung) dan kinetin yang merupakan sitokinin buatan. Fungsi sitokinin adalah untuk merangsang pembelahan sel, memperkecil dominasi apikal, mengatur pembentukan bunga dan buah, membantu pembentukan akar, tunas, menunda pengguguran daun, dan menghambat proses penuaan. Efek dari sitokinin berlawanan dengan auksin pada tumbuhan.

Contoh jika sitokinin banyak diberikan pada tumbuhan maka akan banyak tumbuh tunas, tetapi jika sedikit diberikan pada tumbuhan maka akan terbentuk banyak akar. Hal ini terjadi karena sitokinin dapat menghentikan dominasi pertumbuhan kuncup atas (apikal) dan merangsang pertumbuhan kuncup samping (lateral).

Fungsi sitokinin yaitu:

·         Merangsang proses pembelahan sel.

·         Menunda pengguguran daun, bunga, dan buah.

·         Mempengaruhi pertumbuhan tunas dan akar.

·         Meningkatkan daya resistensi terhadap pengaruh yang merugikan. seperti suhu rendah, infeksi virus, pembunuh gulma, dan radiasi.

·         Menghambat (menahan) menguningnya daun dengan jalan membuat kandungan protein dan klorofil yang seimbang dalam daun (senescens).

4)      Asam Absitat (ABA)

Asam absisat merupakan hormon yang dapat menghambat pertumbuh- an tanaman (inhibitor) yaitu bekerja berlawanan dengan hormon auksin dan giberelin dengan jalan mengurangi atau memperlambat kecepatan pem- belahan dan pembesaran sel. Asam absisat akan aktif pada saat tumbuhan berada pada kondisi yang kurang baik, seperti pada musim dingin, musim kering, dan musim gugur.

Pada saat tumbuhan mengalami kondisi yang kurang baik, misalnya ketika kekurangan air di musim kering, maka tumbuhan tersebut mengalami dormansi yaitu daun-daunnya akan digugurkan dan yang tertinggal adalah tunas-tunasnya. Dalam keadaan demikian asam absisat terkumpul/terakumulasi pada tunas yang terletak pada sel penutup stomata, hal ini menyebabkan stomata menutup, sehingga penguapan air berkurang dan keseimbangan air di dalam tubuh tumbuhan terpelihara sehingga pertumbuhan tunasnya terhambat yang disebabkan melambatnya kecepatan pembelahan dan pembesaran sel-sel tunasnya.

Fungsi asam absisat, yaitu:

·         Menghambat perkecambahan biji.

·         Mempengaruhi pembungaan tanaman.

·         Memperpanjang masa dormansi umbi-umbian.

·         Mempengaruhi pucuk tumbuhan untuk melakukan dormansi.

·         Mengurangi kecepatan pertumbuhan dan pemanjangan sel pada daerah titik tumbuh

5)      Gas Etilen

Gas etilen adalah suatu gas yang dihasilkan oleh buah yang sudah tua sehingga buah menjadi matang. Jika buah tua yang masih berwarna hijau disimpan dalam tempat tertutup dan dibiarkan beberapa hari, akhirnya menjadi matang dan berwarna kuning sampai merah. Dalam hal ini terjadi perubahan warna dari hijau menjadi kuning sampai merah pada buah karena keluarnya gas etilen dari buah tersebut. Hormon ini berperan pada proses pema- tangan buah. Hubungan etilen dengan auksin yaitu etilen memengaruhi pembentukan protein yang diperlukan dalam aktivitas pertumbuhan.

Salah satu cara mencegah terjadinya pembusukan atau kerusakan pada saat pemeraman buah adalah pada saat buah tua dipetik/dipanen masih berwarna hijau, kemudian dikemas atau disimpan pada tempat yang berventilasi untuk mencegah buah tidak cepat masak/matang, sehingga sesampainya di tempat tujuan buah tersebut baru matang dan tidak rusak atau busuk.

Fungsi gas etilen, yaitu:

·         Membantu memecahkan dormansi pada tanaman, misalnya pada ubi dan kentang.

·         Mendukung pematangan buah.

·         Mendukung terjadinya abscission (pelapukan) pada daun.

·         Mendukung proses pembungaan, yang bekerja bersamaan dengan auksin dan bersama giberelin dapat mengatur  perbandingan bunga betina dan jantan pada tumbuhan berumah satu.

·         Menghambat pemanjangan akar pada beberapa spesies tanaman dan dapat menstimulasi pemanjangan batang.

·         Menstimulasi perkecambahan.

·         Mendukung terbentuknya bulu-bulu akar.

·         Menyebabkan pertumbuhan batang menjadi kokoh dan tebal

6)      Asam Traumalin

Asam traumalin disebut sebagai hormon luka/kambium karena hormon ini berperan apabila tumbuhan mengalami kerusakan jaringan. Jika terluka, tumbuhan akan merangsang sel-sel di daerah luka menjadi bersifat meristem lagi sehingga mampu mengadakan pembelahan sel untuk menutup luka tersebut.

Vitamin dapat berpengaruh dalam pertumbuhan dan perkembangan, misalnya vitamin B12, vitamin B1, Vitamin B6, vitamin C (asam askorbat). Vitamin-vitamin tersebut berfungsi dalam proses pembentukan hormon dan berfungsi sebagai koenzim.

7)      Kalin

Kalin merupakan hormon yang mempengaruhi pembentukan organ. Berdasarkan organ yang dipengaruhinya, kalin dibedakan atas:

·         Rhizokalin, mempengaruhi pembentukan akar.

·         Kaulokalin, mempengaruhi pembentukan batang.

·         Filokalin, mempengaruhi pembentukan daun.

·         Antokalin, mempengaruhi pembentukan bunga.

2.      Faktor Luar (Eksternal) yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

1)      Nutrisi

Nutrisi terdiri atas unsur-unsur atau senyawa-senyawa kimia sebagai sumber energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.

Nutrisi umumnya diambil dari dalam tanah dalam bentuk ion dan kation, sebagian lagi diambil dari udara.

Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro (C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mg). Adapun unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro (B, Mn, Mo, Zn, Cu, Cl). Jika salah satu kebutuhan unsur-unsur tersebut tidak terpenuhi, akan mengakibatkan kekurangan unsur yang disebut defisiensi. Defisiensi meng- akibatkan pertumbuhan menjadi terhambat.

Jika di dalam tanah terdapat sedikit unsur hara seperti kekurangan nitrogen, maka pertumbuhan akar akan lebih cepat atau lebih besar, sedang- kan pertumbuhan tajuknya menjadi terhambat atau kecil. Sebaliknya jika di dalam tanah kaya nitrogen maka pertumbuhan tajuk akan lebih cepat daripada pertumbuhan akarnya. Dengan demikian terdapat hubungan erat antara pertumbuhan akar dan tajuk tanaman. Akar berfungsi untuk menye- rap air tanah dan tajuk berfungsi untuk melakukan sintesis senyawa organik (makanan).

2)      Air

Air berperan di dalam melarutkan unsur hara dalam proses penyerapan. Air dibutuhkan tumbuhan sebagai pelarut bagi kebanyakan reaksi dalam tubuh tumbuhan dan sebagai medium reaksi enzimatis. Sebagai pelarut, air juga me- mengaruhi kadar enzim dan substrat sehingga secara tidak langsung memengaruhi laju metabolisme. Kekurangan air pada tanah menyebabkan terhambatnya proses osmosis. Proses osmosis akan terhenti atau berbalik arah yang berakibat keluarnya materi-materi dari protoplasma sel-sel tumbuhan, sehingga tanaman kering dan mati.

Fungsi air bagi tumbuhan adalah sebagai berikut.

·         Fotosintesis

·         Mengedarkan hasil-hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan.

·         Sebagai pelarut inti sel dalam proses pertumbuhan dan perkembangan.

·         Menentukan proses transportasi unsur hara yang ada di dalam tanah.

·         Berperan dalam proses metabolisme sel.

·         Mengaktifkan reaksi-reaksi enzim.

·         Membantu proses perkecambahan biji

·         Menjaga (mempertahankan kelembapan).

·         Meningkatkan tekanan turgor sehingga merangsang pembelahan sel.

·         Menghilangkan asam absisi.

3)      Cahaya Matahari

Cahaya mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis. Cahaya secara langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan setiap tanaman.  Pengaruh cahaya secara langsung dapat diamati dengan membandingkan tanaman yang tumbuh dalam keadaan gelap dan terang.

Pada keadaan gelap, pertumbuhan tanaman mengalami etiolasi yang ditandai dengan pertumbuhan yang abnormal (lebih panjang), pucat, daun tidak berkembang, dan batang tidak kukuh. Sebaliknya, dalam keadaan terang tumbuhan lebih pendek, batang kukuh, daun berkembang sempurna dan berwarna hijau. Biji tumbuhan yang berkecambah dan tumbuh di tempat yang gelap/tidak ada cahaya ternyata tumbuhnya tidak normal dengan ciri tumbuhnya sangat cepat, perawakan tumbuhan tampak tinggi dan ramping, batangya lemah dan batang tidak berwarna hijau tetapi pucat. Gejala ini disebut etiolasi.

Dalam fotosintesis, cahaya berpengaruh langsung terhadap ketersediaan makanan. Tumbuhan yang tidak terkena cahaya tidak dapat membentuk klorofil, sehingga daun menjadi pucat.

Setiap tumbuhan mempunyai respon yang berbeda-beda terhadap periode penyinaran cahaya matahari, yang disebut fotoperiodisme. Di daerah yang beriklim sedang akan mengalami empat musim sehingga tumbuh-tumbuhan akan mengalami penyinaran yang bervariasi setiap musim.

Berdasarkan respon tumbuhan terhadap periode penyinaran inilah, tumbuhan dapat dikelompokkan menjadi: tumbuhan berhari pendek, tumbuhan berhari netral, dan tumbuhan berhari panjang.

·         Tumbuhan berhari pendek (short day plant)

Tumbuhan berhari pendek merupakan tumbuhan yang dapat berbunga ketika periode gelap lebih panjang dari pada pencahayaan Berbunga jika panjang hari kurang dari periode kritis tertentu, misalnya kastuba (Euphorbia pulcherima), ubi jalar (Ipomoea batatas), nanas (Ananas commosus), dan padi (Oryza sativa), bunga dahlia, aster, strawberi, krisan.  Panjang hari harus kurang dari 11 hingga 15 jam agar pembungaan terjadi.

·         Tumbuhan berhari netral (day-neutral plant)

Tumbuhan berhari netral merupakan tumbuhan berbunga yang tidak dipengaruhi oleh lamanya/panjangnya hari penyinaran. Misalnya bunga matahari, mawar, jagung (Zea mays), dan kipas.

·         Tumbuhan berhari panjang (long day plant)

Tumbuhan berhari panjang merupakan tumbuhan yang berbunga ketika periode pencahayaan lebih lama/panjang daripada periode gelap. Misalnya bayam, selada, kentang, gandum, tanaman jarak (Rhicinus communis) dan kentang (Solanum tuberosum). Panjang hari harus lebih dari 12 hingga 14 jam agar pembungaan terjadi.

4)      Suhu/Temperatur

Suhu optimum (10°C hingga 38°C) merupakan suhu yang paling baik untuk pertumbuhan. Suhu minimum (± 10°C) merupakan suhu terendah di mana tumbuhan masih dapat tumbuh. Suhu maksimum (30°C hingga 38°C) merupakan suhu tertinggi dimana tumbuhan masih dapat tumbuh.

Setiap proses pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan selalu dipengaruhi oleh suhu lingkungannya. Agar pertumbuhan dan perkem- bangan pada tumbuhan optimal, maka diperlukan adanya suhu ideal yang disebut temperatur optimum. Di Indonesia pada daerah tropis temperatur optimum tumbuhan berkisar antara 22o - 37o C, di daerah dingin atau kutub temperatur optimumnya akan lebih rendah daripada daerah tropis dan sebaliknya di daerah panas seperti hutan pasir akan lebih tinggi dari daerah tropis.

Contohnya pertumbuhan jagung berkisar antara 30oC–35oC. Jika tumbuhan masih mampu melakukan pertumbuhan dan perkembangan pada temperatur rendah disebut temperatur minimum, sebaliknya jika tumbuhan masih mampu tumbuh dan berkembang pada temperatur tertinggi disebut temperatur maksimum. Apabila tumbuhan berada lebih rendah dari tempera- tur minimum atau lebih tinggi dari temperatur maksimum, maka tumbuhan tersebut akan mati.

5)      Kelembapan Udara

Kelembapan ada kaitannya dengan laju transpirasi melalui daun karena transpirasi akan terkait dengan laju pengangkutan air dan unsur hara terlarut. Bila kondisi lembap dapat dipertahankan maka banyak air yang diserap tumbuhan dan lebih sedikit yang diuapkan. Kondisi ini mendukung aktivitas pemanjangan sel sehingga sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimum dan tumbuh bertambah besar.

Umumnya tanah dan udara sekitar yang kurang lembab (airnya cukup) akan sangat baik atau cocok bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman, karena pada kondisi seperti itu tanaman menyerap banyak air dan penguapan (transpirasi) air semakin menurun, sehingga memungkinkan cepat terjadinya pembelahan dan pemanjangan sel-sel untuk mencapai ukuran maksimum. Tetapi ada jenis tumbuhan pada proses pertumbuhan dan perkembangannya secara optimal justru berada pada kondisi tidak lembab atau kering, contohnya pohon mangga yang akan bertunas dan bersemi, bahkan berbuah pada saat musim kemarau yang kurang air.

6)      Oksigen

Untuk  pemecahan senyawa bermolekul besar (saat respirasi) agar menghasilkan energi yang diperlukan pada proses pertumbuhan dan perkembangannya.

7)      Derajat Keasaman/pH

Derajat keasaman atau pH tanah sangat berpengaruh terhadap pertum- buhan dan perkembangan suatu tanaman. Contohnya tanah yang bersifat asam terhadap tanah padsolik merah kuning (PMK), agar tanaman dapat tumbuh dengan baik maka jenis tanah ini ditambahkan keasaman dengan pengapuran.

Sumber:

            Subardi, Nuryadi, dan Shidiq Pramono. 2008. Biologi 3 : Untuk Kelas XII SMA dan MA. Jakarta: CV. Usaha Makmur