A. Pengertian Pertumbuhan
dan Perkembangan
Pertumbuhan adalah suatu
proses pertambahan ukuran, baik volume, bobot, dan jumlah
sel yang bersifat irreversible(tidak dapat kembali ke asal).
Sedangkan, perkembangan adalah perubahan atau
diferensiasi sel menuju keadaan yang lebih dewasa.Pertumbuhan dan perkembangan
memiliki arti yang sangat penting bagi makhluk
hidup. Misalnya pada manusia,dengan tumbuh dan berkembang
dapat mempertahankan kelangsungan hidupnya dan
melestarikan keturunannya. Sewaktu masih bayi, balita,
dan anak kecil, manusia
memiliki daya tahan tubuh yang
masih lemah sehingga mudah terserang penyakit.
Tetapi, setelah tumbuh dan
berkembang menjadi dewasa,
daya tahan tubuhnya semakin kuat sehingga kelangsungan hidupnya
lebih terjamin. Pertumbuhan dan perkembangan
membawa manusia kepada kedewasaan. Setelah
dewasa, manusia dapat menghasilkan keturunan
sehingga populasi manusia akan terjaga kelestariannya.
Sekarang, coba kamu bayangkan jika tidak terjadi pertumbuhan dan
perkembangan pada manusia?
Mungkin populasi manusia akan
punah. Begitu juga dengan hewan dan tumbuhan. Jika hewan
dan tumbuhan tidak mengalami pertumbuhan dan
perkembangan, maka akan mengalami kepunahan.
Pada tumbuhan, perkembangan
ini menghasilkan bermacam-macam jaringan dan
organ tumbuhan.
Pertumbuhan dan perkembangan
pada hewan berbedabeda
antara spesies satu dengan
spesies yang lain. Tetapi, pada dasarnya memiliki
persamaan tahapan perkembangan,yaitu sebagai berikut.
1. Pembelahan Sel
Setelah terjadi fertilisasi
(pembuahan sel gamet jantan dan sel gamet betina),
terbentuklah zigot. Zigot mengalami pembelahan mitosis secara
terus-menerus. Pembelahan ini berlangsung sangat cepat.
Sel-sel yang dihasilkan dari pembelahan disebut morula. Morula
berkembang menjadi bentuk yang berlubang disebut
blastula.
2. Morfogenesis
Blastula terus mengalami
pembelahan sel. Selama pembelahan ini terjadi
morfogenesis, yaitu proses perkembangan
bentuk berbagai bagian tubuh embrio.
3. Diferensiasi
Blastula terus membelah dan
membentuk gastrula. Dari gastrula terbentuk
embrio. Sel-sel embrio berkembang terus membentuk jaringan,
organ, dan sistem organ yang membentuk struktur dan fungsi
khusus yang nantinya difungsikan pada waktu dewasa.
4. Pertumbuhan
Setelah terbentuk organ,
terjadi pertumbuhan makhluk hidup menjadi lebih besar.
Perkembangan berjalan seiring dengan pertumbuhan.
Perkembangan adalah proses mencapai kedewasaan. Perbedaan
antara pertumbuhan dan perkembangan, yaitu
per-tumbuhan dapat diukur dengan ukuran tertentu, sedangkan
perkembangan tidak dapat diukur dengan suatu ukuran.
B. Pertumbuhan dan
Perkembangan pada
Tumbuhan
Perkembangan pada tumbuhan
diawali dengan fertilisasi. Pada awal
perkembangannya, embrio mendapatkan makanan dari kotiledon.
Kotiledon terdapat pada biji tumbuhan tingkat tinggi.
Tumbuhan dikotil memiliki dua kotiledon, sedangkan monokotil
memiliki satu kotiledon. Pertumbuhan awal tumbuhan dari
biji menjadi tanaman baru disebut
perkecambahan. Berdasarkan letak kotiledonnya, perkecambahan
dapat dibedakan menjadi dua macam, 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. Pertumbuhan pada tumbuhan terjadi di
meristem (titik tumbuh) yang terdapat pada ujng
akar dan batang. Meristem akan mengalami pembelahan
mitosis. Oleh karena itu, ujung batang dan ujung batang akan
bertambah panjang
dan besar. Pertumbuhan disebabkan oleh pertambahan
besar dan panjang sel-sel itu sendiri. Pada
batang terdapat dua jenis tunas, yaitu tunas yang letaknya di
ujung batang yang disebut tunas terminal dan mengandung
meristem apikal, serta tunas samping yang nantinya
membentuk cabang batang, daun, dan bunga. Batang tumbuhan selain bertambah panjang
juga dapat bertambah besar. Hal ini dikarenakan
adanya aktivitas kambium, yang termasuk jaringan meristem
yang sel-selnya aktif membelah. Letak kambium di antara
jaringan xilem dan floem. Kambium akan terus membentuk
jaringan xilem dan floem baru sehingga batang makin lama
akan menjadi besar. Aktivitas kambium meninggalkan
batas yang jelas pada batang. Batas ini disebut lingkaran
tahun.
C. Faktor-Faktor yang
Mempengaruhi
Pertumbuhan dan Perkembangan
pada
Tumbuhan
Pertumbuhan dan perkembangan
pada tumbuhan dipengaruhi oleh faktor
genetik dan hormon, air dan nutrisi,
cahaya, oksigen, suhu,
kelembapan, dan pH.
1. Faktor Genetik
Faktor genetik terdapat dalam
gen. Gen terdapat di kromosom dalam inti sel. Gen
ini mempengaruhi ukuran
dan bentuk tubuh tumbuhan. Hal
ini disebabkan karena gen berfungsi mengatur sintesis
enzim untuk mengendalikan proses kimia dalam sel. Proses
kimia dalam sel ini yang menyebabkan pertumbuhan dan
perkembangan tubuh tumbuhan.
2. Faktor Hormon
Hormon adalah senyawa organik
tumbuhan yang mampu menimbulkan respons
fisiologi pada tumbuhan.
Hormon tumbuhan
bermacam-macam, tetapi ada lima hormon tumbuhan yang sangat
penting, yaitu:
a. Auksin
Auksin adalah hormon yang
berasal dari titik tumbuh tumbuhan, seperti ujung tunas,
kambium, bunga, buah, dan ujung akar. Auksin berfungsi merangsang
pertumbuhan sel ujung batang, pertumbuhan akar
lateral dan akar serabut, dan merangsang pembentukan
bunga dan buah. Selain itu, auksin berfungsi mempercepat
aktivitas pembelahan sel titik tumbuh dan menyebabkan
diferensiasi sel menjadi xilem.
b. Sitokinin
Sitokinin adalah zat tumbuh
yang pertama kali ditemukan pada batang
tembakau. Hormon ini memiliki
beberapa fungsi, antara lain:
1) Merangsang diferensiasi
sel-sel yang dihasilkan dalam
meristem.
2) Menunda pengguguran dan
penuaan daun.
3) Memperkecil dominasi apikal
sehingga mendorong
pertumbuhan tunas samping dan
perluasan daun.
4) Memacu pembelahan sel dalam
jaringan meristematik.
5) Merangsang pembentukan
pucuk dan mampu memecah
masa istirahat biji.
c. Giberelin
Giberelin merupakan zat tumbuh
yang memiliki sifat seperti auksin. Giberelin
terdapat di hampir semua bagian tanaman, seperti biji, daun
muda, dan akar. Giberelin memiliki beberapa fungsi,
antara lain:
1) Memacu perpanjangan secara
abnormal batang utuh.
2) Mempengaruhi perkembangan
bunga dan buah.
3) Mempengaruhi perkecambahan
biji.
4) Merangsang pembelahan dan
pemanjangan sel. Untuk tumbuhan yang kerdil, jika
diberi giberelin akan tumbuh secara normal.
d. Gas Etilen
Gas etilen dihasilkan oleh
buah yang sudah tua, tetapi masih berwarna hijau yang
disimpan dalam kantung
tertutup agar cepat masak. Gas
etilen juga berfungsi memacu perkecambahan biji, menebalkan
batang, mendorong gugurnya daun, menunda
pembungaan, dan menghambat pemanjangan batang kecambah.
e. Asam Absisat
Asam absisat adalah hormon
yang menghambat pertumbuhan tumbuhan. Hormon
ini sangat diperlukan
tumbuhan pada saat kondisi
lingkungan tidak baik. Contohnya, pada saat musim
kering atau musim dingin,
tumbuhan menggugurkan daunnya
untuk mengurangi penguapan yang berlebihan. Hal
ini dilakukan dengan cara mengatur penutupan dan
pembukaan stomata, terutama pada saat kekurangan air.
3. Faktor Air dan Nutrisi
Tumbuhan membutuhkan air dan
nutrisi untuk pertumbuhan dan
perkembangannya. Nutrisi ini harus
tersedia dalam jumlah cukup
dan seimbang. Nutrisi diambil tumbuhan dari dalam tanah dan
udara. Unsur-unsur yang dibutuhkan
tumbuhan dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu
zat-zat organik dan anorganik.
Zat organik, seperti C, H, O,
dan N, sedangkan zat anorganik, seperti Fe, Mg, K, dan Ca.
Pertumbuhan tanaman akan
terganggu jika salah satu unsur yang dibutuhkan
tidak terpenuhi. Misalnya, kurangnya unsur nitrogen dan
fosfor pada tanaman menyebabkan tanaman menjadi
kerdil. Kekurangan magnesium dan kalsium menyebabkan
tanaman mengalami klorosis (daun berwarna
pucat).
4. Faktor Cahaya
Cahaya sangat diperlukan
tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Proses ini
menghasilkan zat makanan yang diperlukan tumbuhan untuk
pertumbuhannya dan untuk disimpan sebagai cadangan makanan
yang bisa dikonsumsi oleh manusia dan hewan. Efek cahaya meningkatkan kerja
enzim untuk memproduksi zat metabolik
untuk pembentukan klorofil. Sedangkan, pada proses
fotosintesis, intensitas cahaya mempengaruhi
D. Pertumbuhan dan Perkembangan pada
Hewan
Hewan juga mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan pada hewan adalah hasil proses
pembelahan mitosis sel-sel tubuh. Hal ini menyebabkan sel membesar sehingga tubuh hewan menjadi besar dan panjang. Sedangkan, perkembangan adalah diferensiasi sel yang mengalami pembelahan menuju individu dewasa. Pertumbuhan pada hewan sering disebut juga perkembangan, yaitu perkembangan dari zigot sampai
dewasa. Pertumbuhan dimulai dengan peleburan ovum (sel telur) dengan spermatozoa (sel sperma), dan dihasilkan zigot. Zigot akan bermitosis terus-menerus. Fase-fase perkembangan zigot melalui beberapa tahap, yaitu:
a. Stadium Morula
Pada perkembangan awal, zigot membelah menjadi 2, kemudian 4, 8, dan seterusnya membentuk suatu
wujud seperti buah murbei yang disebut morula. Morula mengandung banyak sel hasil mitosis yang berkumpul menjadi satu kesatuan.
b. Stadium Blastula
Dari morula menjadi blastula. Dalam tahap ini masih berlangsung proses pembelahan sel sehingga terbentuk
suatu rongga pada bagian tengah yang disebut blastosol.
c. Stadium Gastrula
Dari blastula menjadi gastrula. Dalam tahap ini terjadi pembentukan lubang lekukan (blastopor) yang mempunyai dua lapisan. Selanjutnya, sel-sel bagian permukaan lapisan ektoderm mengalami pelekukan ke dalam (invaginasi). Sel- sel
tersebut mengisi ruang antara ektoderm dan endoderm membentuk lapisan mesoderm.
d. Organogenesis (Pembentukan Organ)
Pada tahap ini terjadi diferensiasi (perkembangan sel-sel membentuk struktur dan fungsi khusus) dari:
1) Ektoderm menjadi kulit, sistem saraf, hidung (alat-alat indra), anus, kelenjar-kelenjar kulit, dan mulut.
2) Mesoderm menjadi tulang, otot, ginjal, jantung, pembuluh darah, dan alat kelamin.
3) Endoderm menjadi kelenjar-kelenjar yang mempunyai hubungan dengan alat pencernaan, paru-paru, dan alatalat pencernaan.
Setelah organogenesis selesai, selanjutnya penyempurnaan embrio menjadi fetus yang telah siap dilahirkan
(hewan tingkat tinggi). Pada
hewan vertebrata, ada dua jenis tempat perkembangan embrio,
yaitu di luar tubuh induk dan di dalam tubuh
induk. Embrio tumbuh di luar tubuh induknya, misalnya
pada ikan, reptil, amfibi, dan burung. Sedangkan, embrio
tumbuh di dalam tubuh induknya, yaitu dalam rahim (uterus).
Embrio di dalam uterus lamanya tergantung jenis hewan.
Pada
serangga dan amfibi, dalam perkembangannya menjadi
hewan dewasa mengalami perubahan bentuk
yang
berbeda dengan tahap sebelumnya. Hal ini disebut metamorfosis.
Perkembangan ini terjadi mulai dari telur atau
larva dan akan mencapai kematangan seksual pada saat
dewasa. Metamorfosis
dibagi menjadi dua macam, metamorfosis sempurna
dan tidak sempurna. Contoh metamorfosis sempurna
adalah pada kupu-kupu dan katak. Sedangkan, metamorfosis tidak sempurna terjadi pada belalang.