Pertumbuhan dan Perkembangan

Proses perkecambahan

Perkecambahan diawali dengan penyerapan air dari lingkungan sekitar biji, baik tanah, udara, maupun media lainnya. Perubahan yang teramati adalah membesarnya ukuran biji yang disebut tahap imbibisi (berarti "minum"). Biji menyerap air dari lingkungan sekelilingnya, baik dari tanah maupun udara (dalam bentuk embun atau uap air. Efek yang terjadi adalah membesarnya ukuran biji karena sel-sel embrio membesar) dan biji melunak. Proses ini murni fisik.

Kehadiran air di dalam sel mengaktifkan sejumlah enzim perkecambahan awal. Fitohormon asam absisat menurun kadarnya, sementara giberelin meningkat. Berdasarkan kajian ekspresi genpada tumbuhan model Arabidopsis thaliana diketahui bahwa pada perkecambahan lokus-lokus yang mengatur pemasakan embrio, seperti ABSCISIC ACID INSENSITIVE 3 (ABI3), FUSCA 3(FUS3), dan LEAFY COTYLEDON 1 (LEC1) menurun perannya (downregulated) dan sebaliknya lokus-lokus yang mendorong perkecambahan meningkat perannya (upregulated), sepertiGIBBERELIC ACID 1 (GA1), GA2, GA3, GAI, ERA1, PKL, SPY, dan SLY. Diketahui pula bahwa dalam proses perkecambahan yang normal sekelompok faktor transkripsi yang mengatur auksin (disebut Auxin Response Factors, ARFs) diredam oleh miRNA.^[1]

Perubahan pengendalian ini merangsang pembelahan sel di bagian yang aktif melakukan mitosis, seperti di bagian ujung radikula. Akibatnya ukuran radikula makin besar dan kulit atau cangkang biji terdesak dari dalam, yang pada akhirnya pecah. Pada tahap ini diperlukan prasyarat bahwa cangkang biji cukup lunak bagi embrio untuk dipecah.

Berdasarkan posisi kotiledon dalam proses perkecambahan dikenal perkecambahan hipogeal dan epigeal. Hipogeal adalah pertumbuhan memanjang dari epikotil yang meyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah. Kotiledon relatif tetap posisinya. Contoh tipe ini terjadi pada kacang kapri dan jagung. Pada epigeal hipokotillah yang tumbuh memanjang, akibatnya kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. Perkecambahan tipe ini misalnya terjadi pada kacang hijau dan jarak. Pengetahuan tentang hal ini dipakai oleh para ahliagronomi untuk memperkirakan kedalaman tanam.

Pertumbuhan : Proses pertambahan volume yang tidak dapat berbalik (irreversible), akibat dari:
● Pertambahan jumlah sel akibat pembelahan Mitosis
● Pertambahan ukuran sel (volume,tinggi dan panjang)
● Bersifat kualitatif.

Perkembangan
Proses terspesialisasinya sel-sel menuju struktur dan fungsi tertentu.
Proses ini tidak dapat dinyatakan dengan ukuran, tetapi dinyatakan dengan perubahan bentuk dan tingkat kedewasaan.

Pertumbuhan dan Perkembangan senantiasa berjalan sejajar dan berdampingan.

Pertumbuhan pada Tumbuhan:
• Pertumbuhan pada tumbuhan terjadi akibat kegiatan sel-sel pada jaringan meristem yang selalu membelah secara mitosis.
Jaringan meristem terletak di ujung akar, ujung batang dan kambium.

● Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan yang menyebabkan memanjangnya ujung akar dan ujung batang
● Pertumbuhan Sekunder
Pertambahan besar diameter batang akibat kegiatan pembelahan jaringan kambium (titik tumbuh sekunder). Hanya terjadi pada tumbuhan dikotil.

• Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan
➔ Faktor Genetik
➔ Phytohormon, yang terdiri atas : Auksin,Giberelin,Sitokinin,Asam Absisat (ABA),Gas Etilene,Kalin
• Auksin

• Banyak terdapat pada ujung koleoptil
• Mendorong pemanjangan batang/pucuk
• Merangsang pertumbuhan akar adventif pada batang/stek batang
• Memacu dominasi tunas apikal (tunas diujung batang)

• Giberelin

• Memacu pertumbuhan batang
• Merangsang perkecambahan biji dan tunas
• Merangsang pembentukan bunga
• Merangsang perkembangan buah tanpa biji (partenokarpi)

• Sitokinin

• Memacu pembelahan sel dan pembentukan organ
• Menunda penuaan
• Memacu perkembangan kuncup samping
• Memacu perbesaran sel pada kotiledon dikotil.

• Asam Absisat (ABA)

• Menghambat pertumbuhan (Dormancy)
• Memacu pengguguran daun, bunga, dan buah

• Gas Etilene
Mempercepat pematangan buah, merangsang pembungaan, merangsang penuaan dan pengguguran daun serta menghambat pemanjangan batang.

• Kalin
Merangsang pertumbuhan bagian-bagian tanaman
- Rhizokalin = akar
- Filokalin = daun
- Kaulokalin = batang
- Anthokalin = bunga

● Faktor Luar (eksternal)

• Zat hara
Berupa makroelemen maupun mikroelemen yang diserap oleh akar maun bagian tubuh yang lain berupa gas, air dan zat yg terlarut bersama air.
• Air
Diperlukan dalam Fotosintesis, reaksi kimia, menjaga kelembaban, dan membantu perkecambahan biji.

• Cahaya
Membantu proses fotosintesis namun cahaya yg berlebihan justru menghambat kerja hormon auksin (pertumbuhan)

• Suhu
Suhu optimum untuk tumbuhan umumnya 22o C – 37o C
Tumbuhan tidak tumbuh pada suhu dibawah 0o C dan diatas 40º C

• Kelembaban
Pada kondisi kelembaban yang tinggi, umumnya pertumbuhan tanaman lebih cepat namun kelembaban yang rendah diperlukan oleh beberapa tanaman untuk pertumbuhan generatip, sehingga berbunga pada musim kemarau.
Pertumbuhan pada Hewan
● Fase Embrionik
Yaitu pertumbuhan mulai dari zigot hingga terbentuknya embrio.
Terdiri beberapa tahap:
1. morula
2. Blastulasi
3. Gastrulasi
4. Morfogenesis
5. Diferensiasi
6. Spesialisasi jaringan
7. Induksi embrionik
8. organogenesis

● Fase Pasca Embrionik
• Metamorfosis
• Regenerasi

● Faktor- faktor yang mempengaruhi pertumbuhan
• Faktor eksternal
1. Makanan
2. Air
3. Aktifitas tubuh
4. Cahaya matahari

Faktor Internal
1. Genetis
Gen merupakan penentu semua struktur dan fungsi yang berkaitan dengan ciri-ciri hewan dan manusia antara lain bentuk tubuh, warna kulit, warna rambut, laju pertumbuhan, dan perkembangan.
2. Hormon
Hormon dihasilkan oleh kelenjar endokrin (kelenjar buntu) dan dibawa oleh darah ke organ sasaran sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan hewan termasuk manusia.

1. Kelenjar Hipofisis Menghasilkan

• Somatotrof – Mempengaruhi pertumbuhan
• Tirotropin – Mempengaruhi kerja kelenjar tiroid
• Prolaktin – Mempengaruhi pengeluaran air susu
• Gonadotropin – Mempengaruhi kerja kelenjar kelamin
• ACTH – Mempengaruhi kerja kelenjar Adrenalin
• ADH – Mempengaruhi pengeluaran urine
• Oksitosin – Mempengaruhi kontraksi otot rahim saat melahirkan

2 Tiroid menghasilkan Tiroksin : Mengatur metabolisme zat dan pertumbuhan
3 Paratiroid menghasilkan Parathormon :Mengatur kadar kalsium dalam darah
4 Adrenalin menghasilkan Adrenalin : Mengatur kadar gula darah dengan mengubah glikogen menjadi glukosa
5 Pankreas menghasilkan Insulin : Mengatur kadar gula darah dengan mengubah glukosa menjadi glikogen
6 Testis menghasilkan Testosteron : Mempengaruhi ciri-ciri kelamin sekunder pria
7 Ovarium menghasilkan Estrogen dan Progresteron : Mempengaruhi ciri-ciri kelamin sekunder wanita

• Metamorfosis
Yaitu perubahan bentuk tubuh pada beberapa hewan secara bertahap dari masa muda sampai dewasa
Contoh pada serangga dan katak

• Metagenesis
Pergiliran cara perkembangbiakan antara seksual dengan aseksual.
Contoh pada paku, lumut, ubur-ubur