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.