FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN

Faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dibedakan atas faktor luar dan faktor dalam.

1. Faktor Luar

Faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan pada tumbuhan adalah makanan, air, suhu, kelembapan, oksigen, dan cahaya.

a. Makanan

Makanan adalah sumber energi dan sumber materi untuk menyintesis berbagai komponen sel. Nutrien yang dibutuhkan tumbuhan bukan hanya karbon dioksida dan air, tetapi juga unsur unsur lainnya. Karbon dioksida diabsorpsi oleh daun, sedangkan air dan mineral diserap oleh akar.

Metode kultur hidroponik berhasil mengungkapkan unsur mineral yang dibutuhkan tumbuhan. Unsur mineral yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar disebut makroelemen. Ada sembilan makroelemen atau bahan organik, yaitu karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalsium, kalium, dan magnesium. Unsur mineral yang dibutuhkan dalam jumlah kecil disebut mikroelemen. Ada delapan mikroelemen, yaitu zat besi (Fe), klorin, tembaga, magnesium, seng, molibdenum, boron, dan nikel. Mikroelemen berfungsi sebagai kofaktor reaksi enzimatik dalam tumbuhan.

Jika suatu tumbuhan kekurangan sebagian nutrisi, tumbuhan itu disebut mengalami defisiensi. Defisiensi mengakibatkan pertumbuhan terganggu dan jika berkelanjutan akan menyebabkan kematian. Misalnya, kekurangan nitrogen yang merupakan unsur pembentuk klorofil akan mengakibatkan daun menguning atau disebut klorosis. Salah satu cara untuk memberikan nutrisi mineral yang optimal ialah dengan menumbuhkan tumbuhan secara hidroponik dalam cairan. nutrisi yang komposisi mineralnya tepat.

Pada umumnya, tumbuhan mendapatkan mineral dari dalam tanah. Akan tetapi, ada pula tumbuhan yang mendapatkan nutrisinya dari serangga yang terjerat di perangkapnya. Tumbuhan yang mencukupi kebutuhan nutrisinya dengan cara itu disebut insektivor, misalnya kantong semar (Nepenthes).

b. Air

Tanpa air, tumbuhan tidak akan tumbuh Air termasuk senyawa utama yang sangat dibutuhkan tumbuhan. Air berfungsi untuk melakukan fotosintesis, mengaktifkan reaksi enzimatik menjaga kelembapan, dan membantu perkecambahan biji. Tanpa air, reaksi kimia dalam sel tidak dapat berlangsung sehingga tumbuhan mati. Oleh karena itu, siramilah tanaman di pekarangan rumah Anda secara teratur dengan air secukupnya untuk menjaga kelangsungan hidupnya.

c. Suhu

Pada umumnya, tumbuhan membutuhkan suhu tertentu untuk tumbuh dan berkembang dengan baik yang disebut suhu optimum. Suhu paling rendah yang masih memungkinkan tumbuhan untuk tumbuh disebut suhu minimum, sedangkan suhu paling tinggi yang masih memungkinkan tumbuhan untuk tumbuh disebut suhu maksimum. Setiap tumbuhan mempunyai suhu minimum, optimum, dan maksimum yang berbeda-beda. Keberadaan suhu ini erat hubungannya dengan kerja enzim. Jika suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah, enzim akan rusak.

d. Kelembapan

Pengaruh kelembapan udara berbeda-beda terhadap berbagai tumbuhan. Tanah dan udara yang lembap berpengaruh baik bagi pertumbuhan. Kondisi lembap menyebabkan banyak air yang diserap tumbuhan dan lebih sedikit yang diuapkan. Kondisi tersebut mendukung aktivitas pemanjangan sel-sel. Dengan demikian, sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimum sehingga tumbuhan bertambah besar.

e. Cahaya

Tumbuhan memerlukan cahaya untuk fotosintesis. Hasil fotosintesis akan digunakan untuk pertumbuhan tumbuhan. Selain untuk fotosintesis, tumbuhan juga memerlukan cahaya untuk proses-proses lain dalam hidupnya. Beberapa tumbuhan, terutama yang memiliki biji kecil, memerlukan cahaya untuk berkecambah. Cahaya memengaruhi pertumbuhan perkembangan dan tumbuhan. Misalnya, tumbuhan yang tumbuh di tempat kurang cahaya akan tumbuh lebih tinggi daripada tumbuhan di tempat gelap. Akan tetapi, tumbuhan tersebut memiliki daun pucat karena kekurangan klorofil. Peristiwa tersebut disebut etiolasi.

Cahaya juga merangsang pembungaan tumbuhan tertentu. Banyaknya cahaya yang dibutuhkan tidak selalu sama untuk setiap tumbuhan. Ada tumbuhan yang dapat berbunga pada hari pendek (lamanya penyinaran matahari lebih pendek daripada waktu gelapnya). Ada pula tumbuhan yang berbunga pada hari panjang (lamanya penyinaran lebih panjang daripada waktu gelapnya). Hal tersebut ada hubungannya dengan aktivitas hormon fitokrom dalam tumbuhan.

Fitokrom adalah protein dengan kromatofora yang mirip fikosianin. Fitokrom. mempunyai dua macam struktur yang reversibel, yaitu struktur yang dapat mengabsorpsi cahaya merah (660 nm), disingkat Pr; dan struktur yang dapat mengabsorpsi cahaya merah jauh, far red (730 nm), disingkat Pfr.

Kedua struktur fitokrom dapat berubah. karena cahaya. Pada keadaan gelap, perubahan secara perlahan-lahan terjadi dari Pfr→ Pr. Pfr merupakan bentuk aktif. Padal tumbuhan hari pendek, Pfr menghambat. pembungaan dan Pfr ini jumlahnya menyusut pada waktu periode gelap. Pada tumbuhan hari panjang, Pfr merangsang pembungaan. Selain mempunyai pengaruh terhadap pembungaan, fitokrom berpengaruh terhadap etiolasi, pemanjangan batang, pelebaran daun, dan perkecambahan. Pelebaran daun terjadi apabila fitokrom berubah dari Pr menjadi Pfr dan memerlukan cahaya.

2. Faktor Dalam

Pertumbuhan juga dipengaruhi oleh faktor-faktor dalam, misalnya gen dan hormon.

a. Gen

Di dalam gen, terkandung faktor-faktor sifat keturunan yang dapat diturunkan pada keturunannya. Selain itu, gen juga berfungsi untuk mengontrol reaksi kimia di dalam sel, misalnya sintesis protein. Pembentukan protein yang merupakan bagian dasar penyusun tubuh tumbuhan, dikendalikan oleh gen secara langsung. Dengan kata lain, gen dapat mengatur pola pertumbuhan melalui sifat yang diturunkan dan sintesis-sintesis yang dikendalikannya.

b. Hormon

Hormon adalah regulator pertumbuhan yang sangat esensial yang dibuat pada satu bagian tumbuhan, sedangkan respons per tumbuhan terhadap hormon terjadi di bagian tumbuhan lainnya, misalnya di akar, batang, atau daun. Hormon tumbuhan (fitohormon) yang telah dikenal, antara lain auksin, sitokinin, dan giberelin.

1). Auksin 

Auksin adalah hormon pertumbuhan yang pertama kali ditemukan. Salah satu jenis auksin yang telah dapat diekstraksi dari tumbuhan adalah asam indol asetat atau IAA Auksin ditemukan oleh Frits Warmolt Went, ahli botani Belanda (1903-1990), pada tahun 1926. Dalilnya yang terkenal adalah "tak mungkin terjadi pertumbuhan tanpa adanya zat tumbuh"

Tempat sintesis auksin adalah meristem apikal, misalnya ujung batang (tunas), daun muda, dan kuncup bunga. Semula, auksin diketahui terdapat pada ujung kecambah gandum Avena sativa. Akan tetapi, ternyata di ujung-ujung tumbuhan lain juga terdapat zat yang fungsinya sama dengan auksin.

Ada beberapa jenis auksin, antara lain auksin a dan auksin b. Auksin a serupa dengan auksin b, hanya berbeda dalam kandungan airnya. Auksin a memiliki satu mol air lebih banyak. Selain itu, ada zat yang disebut heteroauksin yang kemudian diketahui sebagai asam indol asetat (IAA). Semakin jauh dari ujung tumbuhan, konsentrasi auksin semakin menyusut. Selanjutnya, marilah kita membahas satu per satu fungsi auksin di berbagai organ tumbuhan.

a) Pengaruh auksin terhadap pembentukan akar pada setek Ada tumbuhan yang mudah dibiakkan dengan setek, tetapi ada pula yang sama sekali tidak dapat dibiakkan dengan setek. Untuk menghasilkan akar, setek harus mempunyai tunas karena tunas dapat menghasilkan auksin yang diedarkan ke daerah di bawahnya, yaitu ke dasar pemotongan setek tersebut.

Setek tanpa tunas dapat membentuk akar, asalkan pada setek tersebut diberi auksin/IAA. Pada tahun 1930-an, Thiman dan Went dapat membuktikan bahwa pemberian auksin dengan dosis tertentu pada setek akan mendorong pembentukan akar. Lihat Gambar 1.10.

b) Pengaruh auksin terhadap batang

Kita telah mengetahui bahwa tumbuhan yang terkena cahaya dari satu arah akan melengkung ke arah cahaya. Kejadian ini diakibatkan oleh gerak fototropisme.

Membengkoknya batang tumbuhan ke arah sumber cahaya disebabkan adanya perbedaan konsentrasi auksin. Pada daerah gelap, konsentrasi auksin lebih tinggi sehingga sel akan memanjang lebih cepat dibandingkan kecepatan pemanjangan sel di daerah yang lebih terang. Oleh karena pemanjangan yang tidak seimbang dari kedua sisi batang ini, batang menjadi bengkok.

 Went dapat menunjukkan bahwa penyinaran dari satu sisi pada ujung koleoptil menyebabkan terjadinya transpor auksin dari sisi yang terkena sinar ke sisi yang gelap.

c) Pengaruh auksin terhadap daun

Apabila auksin bekerja sama dengan gas etilen, akan terbentuk daerah absisi yang menyebabkan daun gugur. Daun yang tua menghasilkan lebih sedikit auksin. Penurunan konsentrasi auksin menyebabkan sel-sel di lapisan absisi lebih sensitif terhadap etilen. Pengaruh etilen di lapisan absisi adalah menyebabkan sel sel daun memproduksi enzim yang dapat mencerna selulosa dan komponen dinding sel lain. Akibatnya, terjadi pemisahan pada daerah absisi, dan akhirnya daun terlepas dari batang. Daerah absisi ini terletak di antara batang dan pangkal tangkai daun.

d) Pengaruh auksin terhadap pembentukan buah 

Beberapa spesies tumbuhan dapat membentuk buah tanpa mengalami penyerbukan, tetapi dengan diberi larutan IAA atau pasta yang berisi IAA pada kepala putik. IAA ini menyebabkan bakal buah tumbuh menjadi buah yang tidak mengandung biji (partenokarpi). Penelitian ini dilakukan oleh Gustafson pada tahun 1936 terhadap buah tomat dan apel.

2) Sitokinin

Sitokinin adalah hormon yang bersama dengan auksin memengaruhi pembelahan sel (sitokinesis). Sitokinin diperoleh dari ragi santan kelapa, ekstrak buah apel, dan jaringan tumbuhan yang aktif membelah. Sitokinin yang pertama kali ditemukan ialah kinetin. Sitokinin memengaruhi berbagai proses pertumbuhan. Ada bukti bahwa IAA berpengaruh terhadap sintesis DNA dan mitosis, sedangkan sitokinesis diatur oleh kinetin atau sitokinin.

Eksperimen kultur jaringan dapat membuktikan bahwa IAA dan kinetin mempunyai efek yang berbeda-beda. Jika dalam medium tempat pemeliharaan jaringan tumbuhan diberikan IAA dan kinetin dengan perbandingan tertentu, akan terjadi efek pertumbuhan dan perkembangan jaringan tertentu pula. Kinetin tanpa disertai IAA tidak dapat menggiatkan pembelahan sel.

3) Giberelin

Giberelin ditemukan oleh Eiichi Kurosawa pada tahun 1926. Giberelin merupakan suatu zat yang diperoleh dari suatu jenis jamur yang hidup sebagai parasit pada padi di Jepang, yaitu jamur Gibberella fujikuroi. Tumbuhan padi yang terserang jamur ini memperlihatkan gejala pemanjangan abnormal.

Percobaan pemakaian hormon giberelin telah dilakukan terhadap jagung kerdil. Ternyata, giberelin dapat menambah tinggi tumbuhan jagung tersebut. Semakin tinggi konsentrasi giberelin, semakin tinggi pula respons pertumbuhannya. Giberelin memengaruhi pemanjangan sel maupun pembelahan pada jagung kerdil. Akan tetapi, pada tumbuhan jagung normal dan tumbuhan normal lainnya, pemakaian giberelin tidak memberikan respons.

Selain memengaruhi pemanjangan batang, giberelin juga memengaruhi perkecambahan serta pertumbuhan dan perkembangan pada akar, daun, bunga, dan buah.

4) Asam traumalin (hormon luka)

Tanaman mampu memperbaiki kerusakan atau luka yang terjadi pada tubuhnya. Kemampuan tersebut dinamakan regenerasi (restitusi) yang dipengaruhi oleh hormon luka (asam traumalin). Hormon ini pertama kali dipelajari oleh Haberland. Pada percobaan yang dilakukan, jaringan tumbuhan dilukai lalu dicuci bersih, ternyata bekas bidang luka tidak membentuk jaringan baru. Pada jaringan luka yang dibiarkan akan terbentuk jaringan baru di dekat luka tersebut.

5) Kalin

Hormon yang memengaruhi pembentukan organ tumbuhan, antara lain sebagai berikut. 

a) Rizokalin: hormon yang merangsang pembentukan akar, identik dengan vitamin B.

b) Kaulokalin hormon yang merangsang pembentukan batang. C) Filokalin: hormon yang merangsang pembentukan daun

d) Antokalin: hormon yang merangsang pembentukan bunga Selain kelima hormon di atas, ada pula hormon lainnya, yaitu asam absisat dan gas etilen yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan.