Pembahasan Pokok Fisiologi Tumbuhan

Pembahasan Pokok Fisiologi Tumbuhan

(Hanya beberapa Materi)

A.    Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pertumbuhan  adanya perubahan bentuk dikarenakan bertambahnya jumlah sel yang diikuti dengan pembesaran ukuran sel-sel yang membentuk makhluk hidup tersebut. Pertumbuhan itu proses irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula. Pada tumbuhan sendiri ditandai dengan ukuran yang semakin bertambah. Akar dan batang yang semakin besar dan kuat. Dengan kata lain, proses pertumbuhan selalu terjadi peningkatan volume dan bobot tubuh peningkatan jumlah sel dan protoplasma. Berbeda dengan pertumbuhan, perkembangan bukan merupakan besaran sehingga tidak dapat diukur. 

Perkembangan adalah proses perubahan fungsi organ-organ tubuh yang menjadi lebih kompleks. Perkembangan terjadi karena adanya diferensiasi sel. Diferensiasi sel adalah proses mekanisme yang menyebabkan sel dengan struktur dan fungsi yang sama menjadi berbeda menjadi jaringan dewasa. Perkembangan pada tumbuhan contohnya dengan munculnya bunga sebagai alat reproduksi. Dengan kata lain, perkembangan pada tumbuhan diawalai sejak terjadi fertilisasi. Calon Tumbuhan akan berubah bentuk dari sebuah telur yang dibuahi menjadi zigot, embrio, dan akhirnya menjadi sebatang pohon.

Proses pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan diawali dengan aktivitas sintetis bahan mentah (bahan baku) berupa molekul sederhana dan molekul kompleks.

Tahapan yang dilalui selama melangsungkan proses tersebut, yaitu :

a.       Tahap pembelahan sel, yaitu sel induk membelah menjadi beberapa sel anak.

b.  Tahap pembentangan, yaitu pembesaran atau peningkatan volume sel anak. Pada sel tumbuhan, peningkatan tersebut biasanya disebabkanoleh penyerapan air kedalam vakuola.

c.   Tahap pematangan, yaitu perkembangan sel anak yang telah mencapai ukuran tertentu menjadi bentuk khusus (terspesialisasi) melalui proses diferensiasi. Pada akhirnya terbentuk jaringan, organ, dan individu.

Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembang pada tumbuhan, diantaranya :

a.       Faktor internal

Faktor internal adalah faktor dalam yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan adalah tergantung pada gen dan hormon.

Gen merupakan substansi pembawa sifat yang diturunkan dari induk ke generasi selanjutnya. Gen mempengaruhi ciri dan sifat makhluk hidup dimana pada tanaman mempengaruhi bentuk tubuh, warna bunga, dan rasa buah. Gen juga menentukan kemampuan metabolisme sehingga sangat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman tersebut. Tanaman yang memiliki gen tumbuh yang baik akan tumbuh dan berkembang cepat sesuai dengan periodenya.

Hormon merupakan zat yang berperan dalam mengendalikan berbagai fungsi di dalam tubuh. Meskipun jumlahnya sedikit, hormon memberikan pengaruh nyata dalam pengaturan berbagai proses dalam tubuh. Hormon yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tanaman ada beragam jenisnya.

b.      Faktor eksternal

Faktor eksternal adalah faktor luar adalah materi lain selain tumbuhan itu sendiri yang berdampak pada tumbuhan tersebut. Dengan kata lain, faktor dari lunkungan. Berikut fastor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan, yakni air, suhu, udara, cahaya, nutrien dan kelembapan.

Pola Pertumbuhan dan Perkembang pada Tumbuhan, diantaranya :

a.       Morfologi tumbuhan

b.      Anatomi tumbuhan

c.       Aspek biokimia dan fisiologi

Perkecambahan :

Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dimulai pada perkecambahan biji. Kecambah kemudian berkembang menjadi tumbuhan kecil yang sempurna.

B.     Hormon Tumbuhan

Pada tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuhan berbiji. Dalam tahap ini, embrio di dalam biji yang semula berada pada kondisi dorman mengalami sejumlah perubahan fisiologis yang menyebabkan ia berkembang menjadi tumbuhan muda.

Hormon pada tumbuhan merupakan zat spesifik berupa zat organik yang dihasilkan oleh suatu bagian tumbuhan untuk mengatur pertumbuhan dan perkembangannya. Adanya hormon tertentu pada tumbuhan akan menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan berlangsung lebih cepat. Dan ada beberapa hormon yang lain justru dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

Hormon-hormon tumbuhan meliputi :

a.       Auksin

Peranan hormon auksin diantaranya, dalam pertumbuhan tunas ujung menghambat pertumbuhan tunas samping. Keadaan ini disebut dominansi pucuk atau dominansi apikal.

b.      Giberelin

Peranan hormon giberelin diantaranya, memacu pemanjangan batang, mematahkan dormansi biji atau mempercepat perkecambahan, mempercepat munculnya bunga, merangsang proses pembentukan biji, menyebabkan perkembangan buah tanpa biji dan menunda penuaan daun dan buah.

c.       Sitokinin

Hormon sitokinin menunjukkan berperan dalam pengontrolan hampir semua fase pertumbuhan. Sitokinin bisa ditemukan di jaringan pembuluh.

Peranan hormon sitokinin diantaranya, memacu pembelahan sel pada tumbuhan. memacu pembentukan kalus menjadi kuncup, batang, dan daun lalu menunda dalam penuaan daun.

d.      Asam absisat

Peranan hormone asam absisat diantaranya, mempertahankan masa dormansi, sehingga menghambat perkecambahan biji, mempertahankan diri jika tumbuhan berada pada lingkungan yang tidak sesuai antara lain saat kekurangan air, tanahnya bergaram, dan suhu dingin atau suhu panas, merangsang penutupan mulut daun (stomata) sehingga mengurangi penguapan dan berperan dalam pembentukan zona absisi, sehingga menyebabkan pengguguran daun, bunga, dan buah.

e.       Kalin

Berdasarkan organ tumbuhan yang dibentuk, hormon kalin dibedakan menjadi : Antokalin yang memengaruhi pembentukan pada bunga, Filokalin yang memengaruhi pembentukan pada daun, Kaulokalin yang memengaruhi pembentukan pada batang, dan Rizokalin yang memengaruhi pembentukan pada akar.

f.      Gas etilen

Gas etilen dikeluarkan oleh bagian tumbuhan yang busuk, terutama buah.  Peranan hormo gas etilen diantaranya pada pengguguran bunga dan daun. Pada bunga dimulai dengan memudarnya warna, pengkerutan. Pada daun dimulai pada hilangnya klorofil. Gas etilen yang diberikan bersama auksin dapat merangsang proses pembungaan.

g.      Asam traumalin

Peranan hormon asam traumalin diantaranya, memperbaiki jaringan pada tumbuhan atau membantu dalam perkembangbiakan tumbuhan.

C.     Cekaman Lingkungan

Menurut Campbell (2003 : 45), mendefinisikan cekaman sebagai kondisi lingkungan yang dapat memberi pengaruh buruk pada pertumbuhan, reproduksi, dan kelangsungan hidup tumbuhan. Pada umumnya cekaman lingkungan pada tumbuhan dikelompokkan menjadi dua, yaitu :

a.    Cekaman biotik, terdiri dari : kompetisi intra spesies dan antar spesies, infeksi oleh hama dan penyakit.

b.      Cekaman abiotik, terdiri dari : suhu, air, radiasi, kimiawi, angin, dan suara.

Kerusakan yang timbul akibat cekaman dapat dikelompokkan dalam 3 jenis kerusakan, yaitu :

a.       Kerusakan stres langsung primer

b.      Kerusakan stres tak langsung primer

c.       Kerusakan stres sekunder (dapat terjadi juga stres tersier)

Cekaman juga dapat dilihat dari :

a.       Cekaman terhadap air

Meliputi cekaman terhadap air yng berlebih dan cekaman kekeringan

b.      Cekaman salinitas

c.       Cekaman suhu

d.      Cekaman kekurangan oksigen

e.       Cekaman cahaya

Cekaman lingkungan yang di alami oleh tanaman akan mengakibatkan tanaman untuk memperlihatkan perubahan-perubahan pada proses pertumbuhannya. Mulai dari perubahan fisiologis sampai perubahan metabolisme. Perubahan tersebut bisa terlihat dengan tanaman tumbuh kerdil, menguning dan bahkan dia lama-kelamaan akan mati. Dan berupa suatu kelainan.

Beberapa cekaman pada tumbuhan yang disebabkan oleh lingkungan, yaitu :

a.      Cekaman garam

Pada cekaman ini terjadi pada tanaman yang lingkungan tumbuhnnya banyak mengandung garam, seperti pada daerah pantai ataupun rawa. Keadaan ini sangat berbahaya bagi tanaman karena akan menghambat terjadinya pembesaran dan pembelahan sel, penambahan biomassa tanaman dan produksi protein. Apabila keadaan ini terus menerus terjadi pada tanaman maka tanaman tersebut akan mati.

b.      Stress Air

Pada cekaman ini dapat terjadi apabila daerah tempat tumbuh tanaman ini mengalami kekeringan atau kurang air, dengan terjadinya hal itu dapat mengakibatkan tanaman kekurang air untuk pertumbuhannya.

D.    Gerak pada Tumbuhan

Gerak yang dilakukan adalah suatu respon terhadap keberadaan suatu rangsangan yang ada. Gerak pada tumbuhan sendiri merupakan kemampuan (iritabilitas) pada tumbuhan dalam upaya melakukan respon terhadap suatu rangsangan yang ada di sekitarnya. Jika dikategorikan berdasarkan dengan penyebabnya, maka proses gerak pada tumbuhan bisa dikategorikan menjadi tiga macam, yaitu :

a.  Gerak higroskopis adalah suatu gerakan yang terjadi pada tumbuhan yang dapat diakibatkan oleh proses perubahan kondisi kadar air yang ada pada tumbuhan.

b.     Gerak endonom adalah suatu proses terjadinya gerakan pada tumbuhan yang diakibatkan oleh beberapa faktor yang terdapat di bagian dalam tubuh pada tumbuhan.

c.   Gerak esionom adalah proses terjadinya suatu gerakan pada tumbuhan yang diakibatkan oleh beberapa faktor yang berasal dari bagian luar tubuh pada tumbuhan.  Dan meliputi gerak nasti, gerak tropisme dan gerak taksis.

Pada sistem gerak esionom dapat dikategorikan menjadi 3 macam, yaitu :

Ø     Gerak Nasti

Gerak nasti ialah suatu bentuk gerakan seperti halnya iribilitas pada tumbuhan yang diakibatkan dan dipengaruhi oleh suatu arah terhadap datangnya rangsangan.  Gerak nasti jika dilihat berdasarkan sumber yang mengakibatkan rangsangan dibagi menjadi lima macam,yaitu : Seismonasti, Termonasti, Fotonasti, dan Nasti kompleks. Dengan kata lain, gerakan tersebut mempunyai perbedaan gerakan masing-masing sesuai dengan faktor lingkungan yang mempengaruhinya sehingga akan menghasilkan gerakan tertentu.

Ø    Gerak Tropisme

Gerak tropisme merupakan suatu proses terjadinya gerakan pada tumbuhan yang diakibatkan oleh faktor seperti halnya rangsangan dari lingkungan luar dan juga arah gerakannya yang bergerak menuju atau pun menjauhi dari bagian sumber rangsangan. Gerak tropisme berdasarkan sumber yang mengakibatkan rangsangan dibagi menjadi 5 macam, yaitu : Geotropisme, Fototropisme, Hidrotropisme,  Tigmotropisme dan Kemotropisme. Dengan kata lain, gerakan tersebut mempunyai perbedaan gerakan di masing-masing bagian pada tumbuhan sesuai dengan faktor lingkungan yang mempengaruhinya sehingga akan menghasilkan gerakan tertentu.

Ø     Gerak Taksis

Gerak taksis merupakan suatu proses terjadinya gerakan berpindah tempat yang dilakukan oleh tumbuhan karena akibat faktor dari bagian luar tumbuh yakni suatu sumber rangsangan.

E.     Fotoperiodisme

Fotoperiodisme menanggapi respon terhadap lamanya penyinaraan serta intensitas cahaya yang diterima. Hal ini dikendalikan oleh pigmen warna yang mengabsorpsi cahaya,yaitu pigmen fitokrom. Fotoperiodisme sangat berhubungan erat sekali dengan pertumbuhan dan perkembangan. Dengan kata lain, hal tersebut pada setiap tumbuhan dalam berkembang sangat dipengaruhi oleh keadaan cahaya, bila cahaya cukup atau optimal maka pertumbuhan suatu tumbuhan juga akan maksimal pula. Fotoperiodisme bisa dikatakan sebagai lama penyinaran yang diterima suatu tumbuhan.

Berdasarkan panjang hari, tumbuhan dapat dibedakan menjadi 4, yaitu :

a.    Tumbuhan hari pendek, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran kurang dari 12 jam sehari. Tumbuhan hari pendek contohnya krisan, jagung, kedelai, anggrek, dan bunga matahari.

b.   Tumbuhan hari panjang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran lebih dari 12 jam (14-16 jam) sehari. Tumbuhan hari panjang, contohnya kembang sepatu, selada, dan tembakau.

c.     Tumbuhan hari sedang, tumbuhan yang berbunga jika terkena penyinaran kira-kira 12 jam sehari. Tumbuhan hari sedang contohnya kacang dan tebu.

d.  Tumbuhan hari netral, tumbuhan yang tidak responsif terhadap panjang hari untuk pembungaannya. Tumbuhan hari netral contohnya mentimun, padi, wortel dan kapas.

F.      Senencens pada Tumbuhan

Senescence atau penuaan adalah bagian akhir dari proses perkembangan, dari dewasa sampai hilangnya pengorganisasian dan fungsi. Dengan kata lain, dari senescence adalah proses penurunan kondisi yang menyertai pertambahan umur yang mengarah kepada kematian organ atau organisme.

Selama proses penuaan pada tingkat sel terjadi penyusutan struktur dan rusaknya membran seluler. Tipe senescence (penuaan) tumbuhan, yaitu :

a.       Senescence yang meliputi keseluruhan tubuh tanaman (overall senescence).

b.      Senescence yang meliputi hanya bagian tanaman di atas tanah (top senescence).

c.      Senescence yang meliputi hanya daun–daunnya (Deciduous senescence).

d.      Senescence yang meliputi hanya daun-daun yang terdapat di bagian bawah suatu tanaman (Progessive Senescence).

Grafik pola penuaan, diantaranya :

a.       Kurva sigmoid yaitu pertumbuhan cepat pada fase vegetatif sampai titik tertentu akibat pertambahan sel tanaman kemudian melambat dan akhirnya menurun

b.      Laju pertumbuhan relative (relative growth rate) menunjukkan peningkatan berat kering dalam suatu interval waktu dalam hubungannya dengan berat asal.

Faktor-faktor eksternal dapat menghambat atau mempercepat terjadinya senescence (penuaan), yaitu :

a.   Penaikan suhu, keadaan gelap, kekurangan air dapat mempercepat terjadinya penuaan daun.

b.      Penghapusan bunga atau buah akan menghambat penuaan tanaman.

c.  Pengurangan unsur-unsur hara dalam tanah, air, penaikan suhu, berakibat menekan pertumbuhan tanaman yang berarti mempercepat penuaan.

Aspek-aspek metabolik penuaan dan pengaruh faktor penuaan pada tumbuhan, yaitu :

a.       Aspek metabolik sense

b.      Pengaruh faktor pertumbuhan