PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

            Pertumbuhan adalah proses irreversible  dan merupakan pertambahan ukuran dari organisme sebagai akibat dari perbanyakan sel dan pembesaran sel. Perbanyakan sel  terjadi karena pembelahan mitosis; sedangkan  pembesaran sel  terjadi karena penambahan material. Pertumbuhan bersifat kuantitatif, artinya pertumbuhan dapat diukur.

Perkembangan adalah proses kualitatif dalam sel yang menyebabkan terjadinya perubahan dari muda menjadi dewasa. Pada tumbuhan, gejala tersebut ditunjukkan dengan terbentuknya bunga. Pertumbuhan dan perkembangan terjadi secara bersamaan.

A. PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN

Proses pertumbuhan melalui tahap:

1.    Perkembangan

a. Bakal Biji

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

- Perkembangan endosperm

Endosperm tumbuh dan berkembang lebih dulu dibandingkan pertumbuhan dan perkembangan embrio. Endosperm kaya akan cadangan makanan yang digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan embrio.

- Perkembangan embrio

Pertumbuhan dan perkembangan embrio diawali dengan pembelahan zigot secara mitosis yang menghasilkan: sel basal (berkembang menjadi suspensor yang berfungsi sebagai penghubung antara embrio dan kulit bakal biji, serta mengalirkan nutrient dari tumbuhan induk atau dari endosperm) dan sel terminal (berkembang menjadi proembrio yang melekat pada suspensor).

- Struktur biji yang matang

Biji yang matang mengandung embrio yang dikelilingi kotiledon, endosperm, atau keduanya.

b. Bakal Buah

Bakal buah berkembang menjadi buah. Buah berfungsi melindungi biji ketika biji dipencarkan oleh angin atau hewan. Buah mulai berkembang setelah terjadinya penyerbukan.

<!2. Perkecambahan

       Perkecambahan adalah proses perubahan dari biji menjadi tumbuhan muda. Pada biji terdapat bagian yang akan tumbuh menjadi calon akar (radix) dan calon batang (plumule).

Biji dapat berkecambah karena di dalamnya terdapat embrio atau lembaga tumbuhan. Embrio atau lembaga tumbuhan memiliki tiga bagian, yaitu:

a. Akar Lembaga

Akar lembaga atau radikula akan tumbuh dan berfungsi sebagai akar. Pada saat biji berkecambah, akar tumbuh menembus kulit biji dan keluar melalui liang tersebut.

b. Daun Lembaga

Daun lembaga atau kotiledon merupakan daun pertama suatu tumbuhan. Fungsinya, antara lain:
     ·  Sebagai tempat untuk menimbun makanan
     ·  Sebagai alat untuk melakukan fotosintesis
     ·  Sebagai alat pengisap makanan untuk embrio (lembaga)
c. Batang Lembaga

- Epikotil : ruas batang di atas daun lembaga yang akan tumbuh menjadi batang dan daun

-. Hipokotil : ruas batang di bawah daun lembaga yang akan tumbuh menjadi akar

Terdapat dua jenis perkecambahan, yaitu:

a. Hipogeal : perkecambahan yang bagian epikotilnya mengalami pertumbuhan, sehingga kotiledonnya tetap di dalam tanah. Proses ini dapat dilihat pada perkecambahan kacang hijau (Phaseolus radiates).

b. Epigeal : perkecambahan yang bagian hipokotilnya mengalami pertumbuhan, sehingga kotiledonnya terangkat ke atas permukaan tanah. Proses ini dapat dilihat pada perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum).

3.3. Pertumbuhan

a. Pertumbuhan Primer

Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang disebabkan oleh pertumbuhan titik tumbuh primer/titik tumbuh apikal.

Hasil dari pertumbuhan primer adalah terbentuknya jaringan/organ-organ primer (akar, batang, dan daun). Pertumbuhan ini menyebabkan batang dan akar memanjang.

b. Pertumbuhan Sekunder

Pertumbuhan sekunder adalah pertumbuhan yang disebabkan oleh pertumbuhan titik tumbuh sekunder (kambium).

Hasil pertumbuhan sekunder adalah terbentuknya jaringan/organ sekunder (misalnya xylem/floem sekunder). Pertumbuhan ini menyebabkan diameter batang bertambah besar.

c. Restitusi atau Regenerasi

Restitusi atau regenerasi adalah proses pertubuhan organ-organ yang mengalami kerusakan atau hilang.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

1.    Faktor Internal

Faktor internal meliputi faktor :

a.     Genetis

Kemampuan metabolism pada tumbuhan dipengaruhi oleh enzim-enzim metabolic. Enzim metabolic merupakan protein yang berfungsi untuk mengatur laju metabolisme. Pertumbuhan dan perkembangan akan optimal apabila laju metabolisme juga optimal. Aktivitas metabolic yang berlangsung di dalam tumbuhan dikendalikan oleh gen-gen yang dimiliki oleh tumbuhan tersebut.

b.     Fisiologis

Pertumbuhan dan perkembangan akan melibatkan berbagai macam hormone dan vitamin. Hormone dan vitamin memiliki fungsi spesifik pada setiap tingkat pertumbuhan dan perkembangan. Hormon-hormon yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan adalah:

o   auksin (memacu proses pemanjangan sel),

o   giberelin (bekerja sama dengan hormon auksin),

o   etilen (berperan dalam proses pematangan buah dan kerontokan daun),

o   sitokinin (berperan dalam pembelahan sel),

o   asam absisat/ABA (senyawa inhibitor yang bekerja antagonis dengan auksin dan giberelin),

o   kalin (berperan dalam proses organogenesis tumbuhan),

o   asam traumalin (berperan dalam proses regenerasi sel apabila tumbuhan mengalami kerusakan jaringan atau terluka).

2.    Faktor Eksternal

Faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, adalah :

a.     Temperatur

          Temperatur optimum pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan berkaitan dengan asal wilayah jenis tumbuhan tersebut. Tumbuhan yang berasal dari wilayah tropis memerlukan temperature yang relative lebih tinggi dibandingkan tumbuhan yang berasal dari daerah sub-tropis atau kutub. Temperatur yang sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangan setiap jenis tumbuhan tingkat tinggi berkisar antara 0˚C - 40˚C.

b.     Cahaya matahari

·   Tumbuhan berhari pendek (short-day plant)

          Tumbuhan yang berbunga jika lama pencahayaan lebih pendek dari kegelapan. Biasanya berbunga pada akhir musim panas atau musim gugur. Contohnya aster, krisan, dan dahlia.

bunga dahlia

·   Tumbuhan berhari panjang (long-day plant)

          Tumbuhan yang berbunga jika lama pencahayaan lebih panjang dari kegelapan. Biasanya berbunga pada musim semi. Contohnya bayam, kentang, dan gandum.

gandum

·   Tumbuhan berhari netral (neutral-day plant)

          Tumbuhan yang tidak dipengaruhi oleh periode penyinaran. Contohnya bunga matahari, mawar, dan kapas.

kapas

c.     Air, pH, dan oksigen

          Fungsi air dalam tumbuhan:

·      Menentukan laju fotosintesis

·      Sebagai pelarut universal dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan

·    Menentukan proses transportasi unsur hara yang ada di dalam tanah

·      Mengedarkan hasil-hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan

·      Sebagai medium reaksi kimia (metabolisme) dalam sel

          Faktor pH yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan adalah pH tanah. Tumbuhan dapat keracunan jika pH tidak cocok untuk tumbuhan tersebut.

          Oksigen merupakan faktor pembatas pada setiap organisme. Bagian akar tumbuhan memerlukan aerasi yang baik untuk mendapatkan oksigen yang cukup. Aerasi yang baik mampu meningkatkan proses respirasi akar untuk mengedarkan unsur-unsur hara yang ada di dalam tanah ke bagian daun.

d.     Nutrisi

          Nutrisi yang dibutuhkan dalam jumlah banyak disebut unsur makro (misalnya karbon, oksigen, hydrogen, nitrogen, sulfur, kalium, kalsium, fosfor, dan magnesium). Nutrisi yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro (misalnya klor, besi, boron, mangan, seng, tembaga, dan molybdenum). Kekurangan nutrisi dapat menyebabkan tumbuhan tumbuh dan berkembang dengan tidak sempurna.

<!B.   PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA HEWAN

Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan terdiri dari dua tahap, yaitu:

1.    Tahap Embrio

                        Fase Morula

Pada fase ini zigot mengalami pembelahan berkali-kali. Pembelahan sel berlanjut sampai terbentuk 16-64 sel. Embrio yang terdiri dari 16-64 sel inilah yang disebut morula.

                        Fase Blastula

Pada fase blastula terjadi pembagian sitoplasma ke dalam dua kutub yang dibentuk pada fase morula. Pada fase ini kutub fungsional dan kutub vegetatif telah selesai dibentuk. Hal ini ditandai dengan dibentuknya rongga di antara kedua kutub yang berisi cairan dan disebut blastosol. Embrio yang memiliki blastosol disebut blastula. Proses pembentukan blastosol disebut blastulasi.

                        Fase Gastrula

Pada fase gastrula, embrio mengalami proses diferensiasi dengan mulai menghilangkan blastosol.  Pada akhir fase gastrula telah terbentuk bagian endoderm, mesoderm, dan ectoderm.

Diferensiasi dan Organogenesis

- Ektoderm akan mengalami diferensiasi menjadi epidermis, rambut, kelenjar minyak, kelenjar keringat, email gigi, sistem saraf, dan saraf reseptor.

- Mesoderm akan mengalami diferensiasi menjadi tulang, jaringan ikat, otot, sistem peredaran darah, sistem ekskresi misalnya duktus deferens, dan sistem reproduksi.

- Endoderm akan mengalami diferensiasi menjadi jaringan epitel pencernaan, sistem pernapasan, pancreas dan hati, serta kelenjar gondok.

2.    Tahap Pasca Embrio

      Regenerasi

Regenerasi adalah proses perbaikan tubuh yang luka atau rusak. Pada organisme yang berkembang biak secara aseksual, regenerasi berarti juga sebagai proses reproduksi atau berkembang biak. Contohnya cacing pipih. Apabila tubuhnya dipotong, setiap potongan akan menjadi individu baru dan lengkap.

                     
                        Metamorfosis

Metamorfosis adalah perubahan ukuran, bentuk, dan bagian-bagian tubuh hewan dari suatu stadium ke stadium berikutnya. Metamorfosis dikendalikan oleh hormon.

- Metamorfosis serangga (insekta). Berdasarkan terjadinya atau tidak terjadinya tahap metamorfosis yang dialami: ametabola (tidak mengalami proses metamorfosis), holometabola (mengalami metamorfosis sempurna), dan hemimetabola (mengalami metamorfosis tidak sempurna).

- Metamorfosis katak (amfibi).  Tahap metamorfosis katak pada umumnya dibagi menjadi 3 stadium, yaitu: premetamorfosis (telur yang telah dibuahi berubah menjadi kecebong), prometamorfosis (kaki bagian belakang muncul), dan metamorfosis klimaks (kaki bagian depan muncul dan ekor mulai menghilang).

metamorfosis katak

Perubahan bentuk tubuh katak selama metamorfosis dipengaruhi oleh aktivitas hormon tiroksin. Tiroksin dikendalikan oleh TSH (Thyroid Stimulating Hormone) yang dihasilkan oleh kelenjar hipofisis.