Macam-Macam Pertumbuhan dan Perkembangan

Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII 8 Sumber: Botany, 1995 a b

c. Sitokinin

Aktivitas sitokinin pertama kali teramati ketika pembelahan sel oleh Folke Skoog dari Universitas Wisconsin, Amerika Serikat. Sitokinin, sesuai dengan namanya sito= sel, kinin= pembelahan berperan dalam pembelahan sel, pemanjangan sel, morfogenesis, dominansi apikal, dan dormansi.

d. Asam absisat

Asam absisat ditemukan oleh peneliti yang bekerja pada penelitian tentang dormansi pohon. Zat kimia yang diambil dari dedaunan sebuah pohon ternyata memengaruhi pertumbuhan pucuk dan menginduksi pembentukan tunas. Asam absisat berperan dalam penuaan, dormansi pucuk, perbungaan, memacu sintesis etilen, dan menghambat pengaruh giberelin.

e. Etilen

Fenomena gas etilen pertama kali diamati oleh ilmuwan mulai abad ke- 19. Pada masa itu, sumber penerangan lampu jalanan yang digunakan berasal dari pemanasan oleh batubara. Pepohonan yang berada di sekitar pem- buangan gas pembakaran diketahui menggugurkan daunnya secara tidak wajar. Pada tahun 1901, sekelompok peneliti dari Rusia menemukan adanya gas etilen pada pembakaran tersebut dan menyebabkan daun berguguran. Kini, etilen telah secara luas digunakan sebagai zat pengatur tumbuh pada tumbuhan. Pengaruh etilen ini adalah sebagai berikut. 1 Hormon ini akan menghambat pembelahan sel, menunda perbungaan, dan menyebabkan absisi atau pengguguran daun. 2 Buah terlebih dahulu akan mengalami pematangan sebelum mengalami pengguguran. Jadi, etilen membantu dalam proses pematangan buah. Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1.8.

2. Faktor Eksternal

Faktor-faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan di antaranya adalah cahaya, temperatur, kandungan air, dan kesuburan tanah.

a. Makanan Nutrisi

Semua makhluk hidup membutuhkan makanan nutrisi untuk sumber energi. Unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar yang disebut elemen makro atau unsur makro. Elemen makro terdiri atas karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalium, dan magnesium. Selain itu, ada elemen yang disebut elemen mikro atau unsur mikro seperti besi, klor, tembaga, seng, molibdenum, boron, dan nikel. Elemen mikro adalah unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sedikit Moore, et al, 1995: 470. Sumber: Biology Concepts Connections, 2006 • Defisiensi • Elemen makro • Elemen mikro Kata Kunci Etilen dapat mematangkan buah pisang yang ditaruh dalam plastik. Hasilnya, a pisang matang karena pengaruh etilen dari jeruk, b pisang matang karena gas dari zat etilen murni, dan c pematangan pisang lambat karena tidak ada pengaruh etilen. a b c Gambar 1.8 Defisiensi unsur a fosfor menyebabkan tepi daun menggulung dan b defisiensi unsur seng menyebabkan daun berukuran kecil. Gambar 1.9 Pertumbuhan dan Perkembangan 9 Unsur Mikronutrien Molibdenum Tembaga Seng Mangan Boron Besi Klorin Makronutrien Sulfur Fosfor Magnesium Kalsium Kalium Nitrogen Tabel 1.1 Sumber, Fungsi, dan Gejala Kekurangan Beberapa Unsur pada Tumbuhan Senyawa Tersedia bagi Tumbuhan Fungsi pada Tumbuhan Gejala Defisiensi MoO 4 2– Cu + , Cu 2+ Zn 2+ Mn 2+ H 3 BO 3 Fe 3+ , Fe 2+ Cl – SO 4 2– H 2 PO 4 – , HPO 4 2– Mg 2+ Ca 2+ K + NO 3 – , NH 4 + Fiksasi N 2 pada tumbuhan Komponen plastosianin, terdapat pada lignin saluran pembuluh, mengaktifkan enzim. Berperan dalam sintesis auksin, menjaga struktur ribosom, mengaktifkan beberapa enzim. Aktivator enzim, transfer elektron Pertumbuhan tabung polen, mengatur fungsi enzim, berperan dalam transportasi karbohidrat Diperlukan dalam sintesis klorofil; komponen sitokrom dan feredoksin; kofaktor peroksidase dan beberapa enzim Keseimbangan tekanan osmotik, berperan dalam fotosintesis Bagian dari koenzim A; asam amino sistein, dan metionin Bagian dari asam nukleat, gula fosfat, dan ATP, fosfolipid pada membran sel, dan koenzim Bagian dari klorofil, aktivator enzim, berperan dalam sintesis protein Menjaga integritas membran pada lamela tengah, sebagai kofaktor enzim Mengatur tekanan osmosik sel tetangga pada stomata, mengaktifkan lebih dari 60 jenis enzim, diperlukan untuk pembentukan pati Bagian dari asam nukleat, klorofil, asam amino, protein, nukleotida, dan koenzim Klorosis atau daun muda menggulung Daun muda berwarna hijau tua, menggulung, dan layu Klorosis, daun mengecil, dan internodus memendek Klorosis, nekrosis Kematian meristem apikal; daun menggulung dan pucat di bagian ujung Klorosis, batang pendek, dan menipis Daun layu, klorosis, nekrosis, kekerdilan, akar menebal Klorosis Kekerdilan, pigmentasi hijau tua, akumulasi pigmen antosianin, menghambat pertumbuhan Klorosis, daun memerah Kematian akar dan ujung batang Klorosis, nekrosis, akar, dan batang lemah Klorosis, kekerdilan, keungu- unguan akibat akumulasi pigmen antosianin Keadaan fisiologis berupa kekurangan elemen makro atau mikro disebut defisiensi. Defisiensi yang terjadi pada tumbuhan akan berpengaruh terhadap proses pertumbuhan. Contohnya, daun tumbuhan akan menguning jika kekurangan besi Fe, karena Fe berfungsi dalam pembentukan klorofil. Selain itu, besi merupakan salah satu unsur yang diperlukan pada pembentukan enzim- enzim pernapasan yang mengoksidasi karbohidrat menjadi karbondioksida dan air. Contoh lainnya, jika tumbuhan kekurangan unsur fosfor, tepi daunnya akan menggulung Gambar 1.9. Untuk mengetahui lebih jelas mengenai unsur-unsur yang diperlukan tumbuhan, perhatikanlah Tabel 1.1. Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII 10 Jadi, media tanam untuk tumbuhan harus memenuhi elemen-elemen yang dibutuhkan tumbuhan. Pemupukan merupakan salah satu cara penambahan nutrisi yang dibutuhkan tumbuhan. Pengaruh nutrisi tumbuhan dapat terlihat jika bercocok tanam meng- gunakan hidroponik. Hidroponik adalah istilah yang digunakan untuk bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam. Media tanam dapat berupa air, kerikil, pecahan genting, dan gabus putih. Media kultur yang sering digunakan adalah kultur air. Tumbuhan ditanam pada air yang telah dicampurkan berbagai mineral untuk menyuplai kebutuhan tumbuhan. Jika tumbuhan yang ditanam pada kultur air kekurangan nutrisi, tumbuhan tidak akan tumbuh baik.

b. Cahaya

Cahaya merah, biru, hijau, dan biru violet berperan sebagai sumber energi dalam proses fotosintesis. Makanan hasil fotosintesis yang terdapat pada tumbuhan akan digunakan untuk pertumbuhan. Biji yang ditanam dan ditempatkan di tempat teduh akan tumbuh cepat, tetapi abnormal tubuh lemah. Peristiwa dinamakan etiolasi lihat Gambar 1.10. Cahaya dapat mengubah leukoplas menjadi kloroplas. Tersedianya cahaya yang memadai akan meningkatkan pembentukan kloroplas. Pada tumbuhan yang sama, tetapi hidup pada tempat yang berbeda pencahayaannya akan menimbulkan perbedaan ukuran daun. Daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang cukup mendapatkan cahaya memiliki ukuran yang lebih sempit, tetapi jaringan mesofilnya lebih tebal daripada daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang kurang mendapatkan cahaya. Tinggi tumbuhan pada tempat yang kurang cahaya, lebih tinggi daripada tumbuhan yang hidup pada tempat cukup cahaya. Hal ini disebabkan pada tumbuhan yang hidup pada tempat yang kurang mendapatkan cahaya, transpirasinya rendah sehingga kandungan air lebih tinggi. Tingginya kandungan air memacu pembelahan sel dan pelebaran sel. Akan tetapi, berat tumbuhan menjadi lebih rendah karena aktivitas fotosintesis rendah. Stomata pada tumbuhan yang berada di tempat yang kurang mendapatkan cahaya memiliki jumlah lebih sedikit, tetapi ukurannya besar. Tumbuhan yang berada pada tempat yang mendapatkan cahaya cukup, memiliki jumlah stomata lebih banyak dengan ukuran yang kecil. Sistem perakaran tumbuhan yang hidup pada tempat yang cukup mendapatkan cahaya lebih lebat dibandingkan dengan sistem perakaran tumbuhan yang berada pada tempat kurang mendapatkan cahaya. Adanya perbedaan letak geografis menyebabkan perbedaan lamanya pencahayaan yang diterima oleh tumbuhan. Pada daerah yang memiliki empat musim, kadang-kadang waktu siang lebih lama daripada waktu malam atau waktu malam lebih lama daripada waktu siang. Respons tumbuhan terhadap lama pencahayaan dinamakan foto- periodisme. Respons tumbuhan yang dimaksud adalah pertumbuhan, perkembangan, dan produksi. Fotoperiodisme dikendalikan oleh fitokrom Sumber: Botany, 1995 Sumber: Biology: Discovering Life, 1991 a b O 2 , H 2 O CO 2 H 2 O Komponen utama molekul organik tumbuhan Komponen utama molekul organik tumbuhan Komponen utama molekul organik tumbuhan Jarang terjadi Jarang terjadi Jarang terjadi Tumbuhan dapat melakukan proses fotosintesis karena memiliki zat hijau daun, yang disebut klorofil. Zat tersebut merupakan zat yang memengaruhi warna hijau pada daun. Bagaimanakah dengan daun yang berwarna merah, apakah pada daun tersebut, proses fotosintesis tetap terjadi? Ternyata daun yang berwarna merah juga melakukan proses fotosintesis. Warna merah pada daun dipengaruhi oleh pigmen antosianin zat berwarna merah. Semua daun mengandung klorofil yang bermanfaat dalam proses fotosintesis. Sumber: Heath Biology, 1985 Wawasan Biologi Oksigen Karbon Hidrogen Pertumbuhan kecambah a di tempat gelap dan b di tempat terang Gambar 1.10 Pertumbuhan dan Perkembangan 11 Tokoh Biologi Sumber: Concise Encyclopedia: Nature, 1994 yang ditemukan oleh Sterling B. Hendrik. Fitokrom adalah suatu protein berwarna biru pucat yang terdistribusikan pada jaringan tumbuhan dengan konsentrasi rendah serta mampu menerima cahaya merah M = 660 nm dan infra merah M = 730 nm. Berdasarkan respon tumbuhan terhadap waktu terang atau waktu gelap, tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan hari pendek short-day plant, tumbuhan hari panjang long-day plant, dan tumbuhan hari netral neutral- day plant . Penggolongan ini sebenarnya bergantung waktu gelap. Tumbuhan hari pendek adalah tumbuhan yang membentuk bunga jika lamanya waktu malam lebih panjang daripada waktu siang. Tumbuhan yang tergolong hari pendek adalah kedelai, tembakau, stroberi dan Chrysanthemum indicum . Tumbuhan hari panjang adalah tumbuhan yang membentuk bunga jika lamanya waktu malam lebih pendek daripada waktu siang. Tumbuhan yang termasuk long-day plant adalah gandum, bit, dan bayam. Tumbuhan hari netral adalah tumbuhan yang berbunga jika lamanya waktu siang sama dengan waktu malam. Tumbuhan yang tergolong neutral- day plant adalah jagung, kacang merah, mentimun, dan kapas.

c. Temperatur

Temperatur sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan. Hal ini karena berkaitan dengan aktivitas enzim dan kandungan air dalam tubuh tumbuhan. Semakin tinggi temperatur, semakin besar pula transpirasi. Akan tetapi, kandungan air dalam tubuh tumbuhan akan semakin rendah sehingga proses pertumbuhan akan semakin lambat. Temperatur yang rendah dapat memecahkan masa istirahat pucuk atau biji. Perlakuan temperatur yang rendah akan memacu pembentukan ruas yang lebih panjang daripada ruas dari tumbuhan yang tumbuh di daerah bertemperatur tinggi. Perlakuan dengan temperatur dapat merangsang perkecambahan biji, peristiwa ini dinamakan vernalisasi. Termoperiodis adalah perbedaan temperatur antara siang dan malam, yang dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan suatu jenis tumbuhan. Tumbuhan tomat akan tumbuh baik jika temperatur siang mencapai 26°C dan temperatur malam mencapai 20°C. Pembentukan buah terjadi jika temperatur malam mencapai 15°C. Akan tetapi, buah tidak terbentuk jika temperatur malam mencapai 25°C.

d. Air

Air merupakan senyawa yang sangat penting bagi tumbuhan. Air berfungsi membantu reaksi kimia dalam sel. Selain itu, air menunjang proses fotosintesis dan menjaga kelembapan. Kandungan air yang terdapat dalam tanah berfungsi sebagai pelarut unsur hara sehingga unsur hara tersebut mudah diserap oleh tumbuhan. Selain itu, air memelihara temperatur tanah yang berperan dalam proses pertumbuhan. Pertumbuhan akan berlangsung lebih aktif pada malam hari daripada siang hari karena pada malam hari kandungan air dalam tubuh tumbuhan lebih tinggi daripada siang hari.

e. pH

Derajat keasaman tanah pH tanah sangat berpengaruh terhadap ketersediaan unsur hara yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada kondisi pH tanah netral unsur-unsur yang diperlukan, seperti Ca, Mg, P, K cukup tersedia. Adapun pada pH asam, unsur yang tersedia adalah Al, Mo, Zn, yang dapat meracuni tubuh tumbuhan. Stephen Hales 1677–1761 Ia adalah seorang ahli kimia dari Inggris. Ia menerbitkan buku Vegetable staticks, buku yang menjelaskan penelitian lengkap mengenai pertumbuhan tumbuhan dan transpirasi. • Fitokrom • Fotoperiodisme • Tumbuhan hari netral • Tumbuhan hari panjang • Tumbuhan hari pendek • Termoperiodisitas • Vernalisasi Kata Kunci Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII 12 Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda. 1. Sebutkan faktor-faktor internal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. 2. Bagaimanakah pengaruh temperatur terhadap transpirasi? Soal Penguasaan Materi 1.2 1. Pertumbuhan adalah pertambahan ukuran volume, massa, tinggi, atau ukuran lainnya yang dapat dinyatakan dalam bilangan atau secara kuantitatif. Adapun perkembangan adalah perubahan kualitatif yang terjadi pada makhluk hidup. 2. Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. 3. Pertumbuhan primer pada tumbuhan adalah pertumbuhan yang terjadi mulai dari fase embrio hinga dewasa. Pertumbuhan primer menghasilkan pemanjangan akar dan batang. 4. Pertumbuhan sekunder terjadi pada tumbuhan yang memiliki kambium. Pertumbuhan sekunder menye- babkan batang dan akar bertambah lebar. 5. Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dipengaruhi oleh dua faktor. Kedua faktor tersebut adalah faktor internal dan faktor eksternal. 6. Faktor internal di antaranya berpengaruh sebagai pemicu pertumbuhan dan penghambat per- tumbuhan. Pemicu pertumbuhan dapat berupa auksin, giberelin, dan sitokinin. Adapun peng- hambat pertumbuhan, yakni asam absisat dan etilen. 7 Faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan, yakni nutrisi, cahaya, temperatur, air, pH, dan oksigen. Rangkuman Ahmad memerhatikan kecambah kacang hijau taoge yang ditanam dan ditaruh di dekat jendela, tumbuh mengarah ke arah jendela. Hal ini terjadi pada sekumpulan kecambah. Untuk itu, ia ingin melakukan percobaan mengenai pengaruh arah datangnya cahaya terhadap pertumbuhan kecambah. Bersama teman kelompok Anda, rencanakanlah sebuah penelitian sederhana pengaruh faktor luar terhadap tumbuhan, seperti yang ingin Anda lakukan. Tentukan judul penelitian, rumusan masalah, latar belakang penelitian, tinjauan pustaka, hipotesis, tujuan manfaat penelitian, dan cara kerja. Guru Anda akan membimbing dalam pengerjaan tugas ini. Setelah penelitian tersebut dilakukan, buatlah laporan penelitiannya dalam bentuk laporan ilmiah. Bab I adalah Pendahuluan, berisi latar belakang, identifikasi masalah, dan tujuan serta manfaat penelitian. Bab II adalah adalah kajian Teori, berisi teori-teori yang berhubungan dengan parameter penelitian dan hipotesis. Bab III adalah Metodologi Penelitian, berisi metode penelitian yang digunakan, tempat dan waktu, teknik analisis data, alat dan bahan, populasi dan sampel penelitian, serta cara kerja. Bab IV adalah Hasil dan Pembahasan, berisi hasil penelitian pengukuran dan hasil pengamatan dan pembahasan berisi argumentasi atau pendapat penelitian terhadap hasil analisis data serta hubungannya dengan kajian teori. Bab V adalah Kesimpulan dan Saran, berisi pernyataan-pernyataan temuan hasil penelitian dan saran yang berisi gagasan untuk penelitian lanjutan. Selain bab-bab tersebut, cantumkanlah daftar pustaka yang Anda gunakan sesuai kaidah penulisan. Selanjutnya, presentasikanlah hasil penelitian kelompok Anda di depan kelas. Tugas Ilmiah 1.1

f. Oksigen

Keadaan kadar oksigen yang terdapat dalam tanah selalu berlawanan dengan kadar air dalam tanah. Jika kandungan air tinggi, kandungan udara akan rendah. Kandungan oksigen dalam tanah sangat penting untuk respirasi sel-sel akar yang akan berpengaruh terhadap penyerapan unsur hara.