Buku Pintar Pertumbuhan dan Perkembangan

PERTUMBUHAN  DAN PERKEMBANGAN

• Pertumbuhan adalah pertambahan jumlah , ukuran dan volume sel yang Irreversible.menekankan pada kwantitas
• Sedang perkembangan proses mencapai kematangan / kedewasaan individu yang tidak bicara kwantitas tetapi kwalitas sel.
• Untuk membicarakan pertumbuhan itu bagaimana bisa dilihat pada peristiwa perkecambahan(awal pertumbuhan) yang diakhiri dengan pertumbuhan tanaman muda yang akan bergerak menuju dewasa
• Sedang untuk tanda perkembangan ditandai dengan menjadi dewasa yang berbunga yang mampu menghasilkan buah dengan biji yang membentuk individu yang kemudiaan berbunga berbiji berkecambah lagi.

DETAIL PERKEMBANGAN

• Merupakan proses perubahan yang menyertai pertumbuhan, menuju tingkat pemetangan atau kedewasaan makhluk hidup. 
• Proses perubahan secara berurutan adalah dari spesialiasi, diferensiasi, histogenesis, organogenesis dan gametogenesis)
• Perkembangan merupakan proses kualitatif yang tidak dapat di ukur.
• Lebih ganpangnya perkembangan itu proses menuju dewasa 
• Jika pada tanaman dicontohkan pada munculnya bunga sebagai organ kelamin yang fungsional yang bisa melanjutkan proses penurunan keturunan 
• Jadi contoh perkembangan bukan pada membesarnya batang , melebarnya batang , memanjangnya akar namun Fungsionalnya organ reproduksi  OK

PRINSIP-PRINSIP PERKEMBANGAN

1. Bahwa perkembangan merupakan perubahan progresif, perubahan kearah peningkatan.
2. Bahwa tahap-tahap perkembangan awal merupakan dasar untuk tahap-tahap perkembangan selanjutnya.
3. Bahwa perkembangan membutuhkan stimuli.
4. Bahwa tempo perkembangan bersifat individual.
5. Bahwa perkembangan berlangsung dengan mengikuti pola tertentu.
6. Bahwa perkembangan berlangsung secara bertahap.

PERSAMAAN DAN PERBEDAAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

• Persamaan pertumbuhan dan perkembangan : keduanya merupakan proses perubahan progresif.

Perbedaannya :

1. Sifat perubahan : pada pertumbuhan perubahan bersifat kuantitatif sedangkan pada perkembangan perubahan bersifat kualitatif fungsional.
2. Aspek yang berubah : pada pertumbuhan yang berubah adalah aspek fisik saja, sedangkan pada perkembangan aspek yang berubah adalah aspek fisik dan psikis.

HUBUNGAN PERTUMBUHAN DENGAN PERKEMBANGAN

• Perkembangan tidak terpisahkan dari pertumbuhan.
• Perkembangan terjadi bersamaan atau setelah terjadinya proses perkembangan.
• Perkembangan terjadi dengan baik jika didukung oleh pertumbuhan yang normal

BIJI DENGAN HISTORINYA
Struktur biji

• Biji terdapat dalam buah, biji berkembang dari bakal biji yang dibuahi dan mengandung embrio serta cadangan makanan.
• Berdasarkan letak cadangan makanan, ada biji berendosperm atau beralbumin (jagung) dan ada yang tak berendosperm atau biji eksalbumin (biji bunga matahari)

Pertumbuhan - Perkecambahan
Tahapan pertumbuhan dan perkembangan

• Pembelahan sel (cleavage) : Jumlah bertambah banyak
• Diferensiasi sel : Sel-sel mengalami perbedaan bentuk dan fungsi
• Spesialisasi: sel-sel yang sejenis berkelompok
• Organogenesis sel: proses pembentukkan organ-organ tumbuhan
• Morfogenesis sel: Organ satu dengan yang yang lain memiliki kekhususan dalam bentuk dan fungsi

Perkecambahan; proses pertumbuhan biji menjadi makhluk hidup baru

• Sel-sel membelah - Sel-sel memanjang - Sel-sel berdiferensiasi hingga tampak perbedaan struktur dan fungsi masing-masing organ

Jenis perkecambahan:
Berdasarkan letak kotiledonnya, perkecambahan dibedakan atas:

1. Perkecambahan tipe epigaeal
2. Perkecambahan tipe hipogaeal

1. Perkecambahan tipe epigaeal

• Perkecambahan yang ditandai dengan posisi kotiledon berada di atas permukaan tanah. Biasanya terjadi pada tanaman dikotil

2. Perkecambahan tipe hipogaeal

• Perkecambahan yang ditandai dengan posisi kotiledon (biji) tetap berada di dalam tanah. Biasanya terjadi pada tanaman monokotil

Perkecambahan

• Perkecambahan adalah tumbuhnya embrio dalam biji secara perlahan menjadi tumbuhan dewasa.
• Perkecambahan dipengaruhi oleh faktor eksternal (kadar air, suhu, oksigen, dan cahaya) dan faktor internal (hormon, kematangan embrio, dann sifat dormansi biji)
• Perkecambahan akan diawali dengan Imbibisi untuk mengakiri peristiwa Dormancy

Imbibisi

• Imbibisi adalah peristiwa masuk atau meresapnya air ke dalam biji.
• Peristiwa ini mengakhiri masa dorman (istirahat / tidur / hibernasi) pada biji, setelah biji menemukan lingkungan yang sesuai untuk tumbuh.
• Setelah air masuk proses di  follow up  dengan ‘terbangunnya’ embrio yang dengan segera akan mengeluarkan Hormon giberelin , Adanya hormon ini akan menyebar ke seluruh biji termasuk ke selaput tipis biji yang disebut aleuron.
• Aleuron yang terkena giberelin akan memacu enzim amilase  untuk aktif sehingga akan mampu menguraikan cadangan makanan yang ada berupa amilum . 
• Endosperm yang merupakan cadangan makanan embrio (biasanya berisi amilum), dengan adanya enzim amilase yang aktif  tersebut , akhirnya amilum yang tersimpan diubah menjadi glukosa
• Dengan adanya Glukosa  maka akan segera dikonsumsi oleh sel yang menyusun lembaga / tunas untuk digunakan embrio tanaman untuk memulai pertumbuhan.OK

Urutan proses perkecambahan:

1. Imbibisi kemampuan dinding sel untuk menyerap air kedalam biji sehingga meningkatkan tekanan turgiditasnya
2. Aktifnya hormon giberelin dan berdampak pada aktifnya enzim-enzim untuk proses metabolisme , membongkar cadangan makanan dalam kotiledon / endosperm
3. Hasil pembongkaran berupa sumber energi sebagai bahan penyusun komponen sel, dan pertumbuhan embrio.
4. Embryo yang tumbuh akan mendobrak kulit biji hingga pecah dan terbentuknya tanaman kecil yang baru ( kecambah) 
5. Kecambah itu kemudian tumbuh dan berkembang seperti yang terlihat di lingkungan kita

APA SAJA YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN NANTINYA TANAMAN ?

1. FAKTOR INTERNAL 
2. FAKTOR EXTERNAL

Faktor Internal

• Faktor dalam tubuh tumbuhan yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan

1. Genetik (hereditas)

• Gen adalah faktor pembawa sifat menurun yang terdapat dalam sel makhluk hidup.
• Gen bekerja untuk mengkodekan aktivitas dan sifat yang khusus dalam pertumbuhan dan perkembangan

2. Enzim

• Enzim merupakan suatu makromolekul (protein) yang mempercepat suatu reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup(Biokatalisator).
• Suatu rangkaian reaksi dalam tubuh makhluk hidup tidak dapat berlangsung hanya melibatkan satu jenis enzim.
• Perbedaan jenis gen menyebabkan terjadinya perbedaan respons pertumbuhan terhadap kondisi lingkungan yang sama

3. Hormon (fitohormon)

• Hormon merupakan zat pengatur tumbuh, yaitu molekul organik yang dihasilkan oleh satu bagian tumbuhan dan ditransportasikan ke bagian lain yang dipengaruhinya.
• Hormon dalam konsentrasi rendah menimbulkan respons fisiologis.

Terdapat 2 kelompok hormon yaitu

1. Hormon pemicu pertumbuhan (auksin, Giberelin dan sitokinin)
2. Hormon penghambat pertumbuhan (asam absisat, gas etilen, hormon kalin dan asam traumalin

1. Hormon Auksin

• Asal kata : Bahasa Latin
• Penemu : Fritz Went (peneliti asal belanda)
• Objek penelitian : Rumput (Avena sativa)
• Hasil penelitian : mengekstraks zat pengatur fototropisme pada tumbuhan rumput
• Kesimpulan : auksin banyak diproduksi di jaringan meristem. 
• Kadar auksin dipengaruhi oleh cahaya matahari, dan auksin mempengaruhi percepatan pembelahan sel pada daerah meristem apikal

Struktur auksin

• Struktur yang paling dikenal adalah IAA (Indol Acetik acid), yang mirip dengan asam amino triptophan. 
• Aktivitasnya dihambat oleh cahaya matahari
• Auksin disintesis di meristem apikal, daun-daun muda dan biji

Fungsi hormon Auksin

1. Merangsang pemanjangn sel pada daerah titik tumbuh
2. Merangsang pembentukkan akar
3. Merangsang pembentukkan buah tanpa biji (partenokarpi)
4. Merangsang differensiasi jaringan pembuluh
5. Merangsang absisi ( pengguguran pada daun)
6. Berperan dalam dominansi apikal

2. Hormon Giberelin

• Asal kata : Bahasa Latin
• Penemu : Ewiti. Kurosawa
• Objek penelitian : Tanaman padi (Oryza sativa) yang terkena penyakit foolish seedling (tanaman pucat dan luar biasa panjang) dan jamur Gibberella fujikuroi
• Hasil penelitian : mengisolasi giberelin dari jamur Gibberella fujikuroi, yang diberi nama giberelin (GA/Giberelic acid)
• Kesimpulan : pemanfaatan giberelin secara umum menyebabkan pertumbuhan raksasa

Fungsi Giberelin

1. Merangsang pemanjangan batang dan pembelahan sel
2. Merangsang perkecambahan biji
3. Memecah dormansi biji
4. Merangsang pembungaan dan pembuahan

3. Hormon Sitokinin

• Asal kata : Bahasa Latin
• Penemu : Van Overbeek
• Objek penelitian : pertumbuhan embrio dan air kelapa muda
• Hasil penelitian : mengisolasi zat yang menyebabkan pembelahan sel (sitokinesis) yang disebut kinetin
• Jenis : Kinetin, Zeatin (pada jagung) benzil amino purin
• Kesimpulan : pemanfaatan sitokinin secara umum menyebabkan pertumbuhan tunas-tunas samping (lateral) sehingga tanaman menjadi rimbun

Fungsi Sitokinin

1. Bersama auksin, dan giberelin merangsang pembelahan dan pemanjangan sel
2. Menghambat dominansi apikal oleh auksin
3. Merangsang pertumbuhan kuncup lateral
4. Merangsang pemanjangan titik tumbuh
5. Mematahkan dormansi biji serta merangsang pertumbuhan embrio
6. Merangsang pembentukan akar cabang
7. Menghambat pertumbuhan akar adventive
8. Menghambat proses penuaan (senescence) daun, bunga dan buah dengan cara mengontrol proses kemunduran yang menyebabkan kematian sel-sel daun

4.Hormon Asam Absisat (ABA)

• Asal kata : Bahasa Latin
• Penemu : P.F. Wareing dan F.T. Addicott
• Objek penelitian : buah kapas
• Hasil penelitian : Mendorong terjadinya perontokkan (absisi) pada tumbuhan
• Jenis : Kinetin, Zeatin (pada jagung) benzil amino purin
• Kesimpulan : hormon yang menyebabkan kerontokan ada saun dan buah

Fungsi Hormon Asam Absisat (ABA)

1. Mengurangi kecepatan pembelahan dan pemanjangan di daerah titik tumbuh
2. Memacu pengguguran daun pada saat kemarau untuk mengurangi penguapan air
3. Membantu menutup stomata daun untuk mengurangi penguapan
4. Mengurangi kecepatan pembelahan dan pemanjangan sel bahkan menghentikannya
5. Memicu berbagai jenis sel tumbuhan untuk menghasilkan gas etilen
6. Memacu dormansi biji agar tidak berkecambah

5. Hormon gas etilen

• Asal kata : Bahasa Latin
• Penemu : R. gene (1934)
• Objek penelitian : buah yang masak
• Hasil penelitian : Gas etilen mempercepat pemasakan buah
• Jenis : hormon tumbuhan yang berbentuk gas
• Kesimpulan : Pembentukkan gas etilen dipengaruhi oleh O2 dan dihambat oleh CO2

Fungsi hormon gas etilen

1. Mempercepat pematangan buah
2. Menghambat pemanjangan akar, batang dan pembungaan
3. Menyebabkan pertumbuhan batang menjadi kokoh dann tebal
4. Merangsang proses absisi
5. Interaksi antara etilen dengan auksin memacu proses pembungaan
6. Interaksi antara etilen dengan giberelin mengontrol rasio bunga jantan dengan bunga betina pada tumbuhan monoceus

6. Hormon Luka/Kambium luka/Asam traumalin

• Hormon yang merangsang sel-sel daerah luka menjadi bersifat meristematik sehingga mampu mengadakan penutupan bagian yang luka
• Vitamin B12 9riboflavin), piridoksin (vit. B6) asam ascorbat (vit. C), thiamin (vitamin B1), asam nikotinat merupakan jenis vitamin yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dan pertumbuhan dan perkembangan
• Vitamin berperan sebagai kofaktor

7. Hormon Kalin

• Dihasilkan pada jaringan meristem.
• Memacu pertumbuhan organ tubuh tumbuhan

Jenisnya adalah:

1. Fitokalin : memacu pertumbuhan daun
2. Kaulokalin: memacu pertumbuhan batang
3. Rhizokalin: memacu pertumbuhan akar
4. Anthokalin: memacu pertumbuhan bunga dan buah

• Florigen hormon tumbuhan yang khusus merangsang pembentukan bunga

FAKTOR EXTERNAL
Faktor di luar tubuh tumbuhan yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
1. Unsur hara

• Kebutuhan unsur hara untuk proses pertumbuhan dan perkembangan:
• Kebutuhan unsur hara ini dibagi dua unsur berdasarkan kebutuhan dalam pertumbuhannya  yaitu Unsur makro dan unsur mikro

Unsur makro

• Unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah banyak makro : C, H, O, N, S, P K, S, Ca, dan Mg
• Unsur hara yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit: sedikit : Fe, B, Mn, Cu, Zn, Mo, Cl dan Ni
• Unsur karbon diambil tumbuhan dalam bentuk CO2
• Unsur hidrogen diambil tumbuhan dalam bentuk H2O
• Oksigen diambil tumbuhan dalam bentuk CO2. H2O dan O2
• Unsur C, H, dan O merupakan unsur utama penyusun Karbohidrat, lemak dan protein
• Gejala Kekurangan unsur hara disebut defisiensi

2.Suhu

• Pertumbuhan dan perkembangan dipengaruhi oleh suhu
• Suhu yang baik untuk pertumbuhan adalah sushu optimum
• Pertumbuhan dan perkembangan akan terhambat bila berada pada suhu minimum dan maksimum
• Vernalisasi adalah peningkatan perkecambahan atau pembungaan oleh suhu rendah
• Istilah vernalisasi diperkenalkan oleh Trofim Denisovich Lysako tahun 1920
• Suhu optimum (15°C hingga 30°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

3.Kelembaban

• Kelembaban tanah dan kelembaban udara mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
• Tanah yang lembab dan udara yang kering mempercepat pertumbuhan dan perkembangan
• 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.

4.Cahaya

• Setiap tumbuhan memerlukan cahaya untuk pertumbuhan, karena cahaya sangat berperan dalam fotosintesis dan fotomorfogenesis
• Cahaya yang digunakan efektif adalah merah, dan violet berperan sebagai sumber energi dalam proses fotosintesis.
• 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.
• Panjang penyinaran mempunyai pengaruh yang spesifik terhadap pertumbuhan dan perkembangan
• Daun tanaman yang terkena cahaya lebih kecil dan mesofilnya lebih tebal dibandingkan yang sedikit mendapat cahaya.
• Stomata tanaman yang terkena cahaya ukurannya kecil dengan jumlah yang banyak dibandingkan yang sedikit mendapat cahaya
• Akar tanaman yang terkena cahaya lebih lebat dibandingkan yang sedikit mendapat cahaya.

FOTOPERIODISME

• Efek fotoperiodisme, merupakan respon tumbuhan terhadap panjang pendek sinar matahari.
• Fotoperiodisme pada tumbuhan dikendalikan oleh fitokrom (sterling B. Hendrik)
• Berdasarkan respos tumbuhan terhadap panjang pendeknya waktu penyinaran, tumbuhan dibedakan atas:

Tumbuhan hari pendek ) short day plant)

• Berbunga jika panjang hari kurang dari periode kritis tertentu
• Tanaman berhari pendek misalnya kastuba (Euphorbia pulcherima), ubi jalar (Ipomoea batatas), nanas (Ananas commosus), dan padi (Oryza sativa). 
• Panjang hari harus kurang dari 11 hingga 15 jam agar pembungaan terjadi.
• Tumbuhan yang berbunga ketika siang hari kurang dari 12 jam

Tumbuhan hari panjang (long day plant)

• Berbunga jika panjang hari lebih dari periode kritis tertentu, misalnya tanaman jarak (Rhicinus communis) dan kentang (Solanum tuberosum). 
• Panjang hari harus lebih dari 12 hingga 14 jam agar pembungaan terjadi.
• Tumbuhan yang berbunga ketika siang hari lebih panjang dari 12 jam

Tumbuhan hari netral (neutral day plant)

• Berbunga tidak tergantung pada  panjang hari, dapat menghasilkan bunga kapan saja dalam setahun
• Tanaman berhari netral  misalnya jagung (Zea mays).
• Tumbuhan yang berbunga tidak dipengaruhi oleh panjang pendeknya penyinaran matahari

5. Air

• Air merupakan senyawa yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
• Air sebagai pelarut unsur hara dalam tanah, dan memelihara temperatur tanah.
• Pertumbuhan berlangsung efektif pada malam hari, karena kandungan air dalam tumbuhan lebih tinggi dari pada siang hari
• Untuk fotosintesis.
• Mengaktifkan reaksi-reaksi enzim.
• Membantu proses perkecambahan biji.
• Menjaga (mempertahankan kelembapan).
• Untuk transpirasi.
• Meningkatkan tekanan turgor sehingga merangsang pembelahan sel.
• Menghilangkan asam absisi.

6. pH

• pH sangat berpengaruh pada proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
• Pada kondisi pH normal, kandungan unsur-unsur yang diperlukan seperti Ca, Mg, P dan K cukup tersedia.
• pH asam memiliki kandungan unsur Al, Mo, Zn yang dapat meracuni tumbuhan.

NOTE

Pertumbuhan pada tanaman ada 2 macam dan semuanya disebabkan oleh suatu jaringan yang sangat aktif membelah disebut jaringan meristem.

1. Pertumbuhan primer
2. Pertumbuhan Sekunder

Pertumbuhan primer

• Adalah pertumbuhan yang terjadi sejak tanaman berkecambah.
• Pertumbuhan ini utamanya mengarahkan tanaman untuk memanjang kearah atas dan bawah.
• Pertumbuhan ini disebabkan oleh pembelahan meristem apikal (meristem yang terdapat di ujung batang dan akar).
• Pertumbuhan primer ini ada pada tanaman dikotil maupun monokotil.

Pertumbuhan Sekunder

• Adalah pertumbuhan setelah terjadinya pertumbuhan pertumbuhan primer.
• Pertumbuhan ini utamanya mengarahkan batang untuk tumbuh ke samping (memperbesar volume).
• Pertumbuhan sekunder ini disebabkan oleh meristem sekunder atau kambium.
• Pertumbuhan ini biasanya hanya terdapat pada tanaman dikotil saja.

Meristem sendiri ada 3 macam

1. Meristem apikal
2. Meristem lateral
3. Meristem interkalar

Meristem apikal yang terdapat tepat di belakang ujung akar dan batang.

Meristem lateral yang terdapat di ujung-ujung rating dan daun yang mengarahkan tanaman tumbuh ke samping.

Meristem interkalar yang terdapat pada ruas-ruas tanaman berguna untuk memperpanjang ruas-ruas tanaman, pada bambu misalnya.