PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

A. PARAMETER PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGANPertumbuhan dan perkembangan merupakan suatu koordinasi yang baik dari banyak peristiwa pada tahap yang berbeda, yaitu dari tahap biofisika dan biokimia ke tahap organism dan menghasilkan suatu organism yang utuh dan lengkap. Pertumbuhan dapat diukur sebagai pertambahan panjang, lebar, atau luas tetapi dapat diukur berdasarkan pertambahan volume, masa atau berat (segar atau kering). Setiap parameter ini menggambarkan sesuatu yang berbeda dan jarang adanya hubungan sederhana antara mereka dalam organism yang sedang tumbuh. Hal ini disebabkan pertumbuhan sering terjadi dalam arah dan kadar cepat yang berbeda yang satu sama lain tidak ada keterkaitan, sehingga perbandingan linier antara luas dan volume tidak terjadi pada waktu yang bersamaan. Pada suatu pertumbuhan tertentu suatu parameter boleh bertambah sementara yang lain berkurang. Perkembangan dapat didefinisikan sebagai suatu perubahan teratur dan berkembang, seringkali menuju suatu keadaan yang lebih tinggi, lebih teratur atau lebih kompleks atau dapat pula dikatakan sebagai suatu seri perubahan pada oranisme yang terjadi selama daur hidupnya yang meliputi pertumbuhan dan diferensiasi. Perkembangan dapat terjadi tanpa pertumbuhan dan demikian juga halnya pertumbuhan dapat terjadi tanpa perkembangan tetapi kedua proses ini sering bergabung dalam satu proses.Perkembangan mewujudkan perubahan dan perubahan-perubahan tersebut dapat berjalan secara bertahap atau berjalan sangat cepat. Pada perkembangan tidak hanya perubahan kuantitatif, tetapi juga menyangkut perubahan kualitatif diantara sel, jaringan dan organ yang disebut diferensiasi.

B. KINETIKA PERTUMBUHANAkhir-akhir ini sejumlah model matematika untuk pertumbuhan tanaman budidaya telah banyak diuraikan. Dengan melibatkan parameter lingkungan seperti cahaya, suhu, air, dan lain-lain. Pola pertumbuhan dapat dibagi dalam tiga fase pertumbuhan, yaitu (1) fase logarithmic atau fase eksponensial, (2) fase linier dan (3) fase penurunan kadar cepat pertumbuhan yang disebut penuaan (senescene). Peningkatan kadar cepat pertumbuhan terjadi selama fase eksponensial yang kemudian berjalan konstan selama fase linier dan menurun menuju nol selama proses penuaan. Satu atau fase-fase yang lain dapat tertekan atau bahkan hilang, dan kadar cepat pertumbuhannya dapat berfluktuasi dari waktu ke waktu. Variasi-variasi yang demikian biasanya disebabkan oleh peristiwa-peristiwa perkembangan dan sangat sukar digambarkan dalam peristilahan matematika.

C. Pola pertumbuhan dan PerkembanganProses fisiologi dan biokimia sangat menetukan perubahan morfologi suatu organisme sehingga aspek fisiologi dan biokimia merupakan subjek utama dalam mempelajari bidang ilmu fisiologi tumbuhan yang sekarang lebih dikenal dengan istilah morfogenesis. Morfogenesis mempelajari perubahan-perubahan bentuk dan struktur yang proses pengontrolannya melibatkan perubahan fisika dan kimia sehingga morfogenesis lebih tepat disebut sebagai fisiologi dan biokimia perkembangan. Perkembangan sendiri merupakan hasil gabungan antara potensi genetik dengan lingkungan. Genetik merupakan sumber informasi yang dimiliki oleh sel-sel dari suatu organisme, yang mengontrol aktivitas fisiologi dan biokimia di dalam sel sejalan dengan arah perkembangan. Tetapi potensi akan berkembang apabila ditunjang oleh lingkungan yang cocok, yang memberikan fasilitas kepada organisme dalam melaksanakan aktivitasnya. Jadi karakteristik yang ditampilkan oleh tumbuhan, ditentukan baik oleh genetik maupun lingkungan secara bersama-sama.

D.Lokasi PertumbuhanSel pada tumbuhan memiliki kemampuan untuk melaksanakan perbesaran dan pembelahan pada tempat-tempat tertentu, yang mana daerah tersebut disebut dengan daerah embrionik, misalnya meristem pada ujung batang, dan ujung akar. Kemampuan pertumbuhan yang terbatas ini disebut pertumbuhan determinate, yang mana pertumbuhan ini terjadi sampai ukuran tertentu, kemudian terhenti, menjadi tua, dan akhirnya mati. Kebalikan dari pertumbuhan determinate adalah pertumbuhan indeterminate, yaitu kemampuan pertumbuhan tumbuhan secara terus-menerus selama hidupnya.

E. Macam-Macam Pengontrolan dalam Perkembangan PENGONTROLAN GENETIKPada saat pembelahan setiap sel memerlukan informasi yang tepat agar setiap organ dapat berkembang sebagaimana mestinya. Sumber informasi genetik tersebut berada di nukleus dan sitoplasma pada mitokondria dan kloroplas. Untuk informasi yang tidak penting akan ditahan atau tidak akan digunakan, sehingga hal tersebut akan berhubungan dengan proses pengaktifan gen yang akan melakukan transkripsi mRNA. Mekanisme proses pengaktifan tersebut telah diusulkan oleh F. Jacob dan F.Monod yang dikenal dengan sistem operon. Untuk mekanisme pengontrolan sintesis protein diatur oleh gen pengatur dan gen operator, kombinasi antara keduanya disebut dengan operon. Mekanisme operon ini mengatakan bahwa gen struktur yang memprogram Mrna berada dalam kelompok atau sendirian, yang masing-masingnya berkombinasi dengan suatu gen operator yang berfungsi untuk mengatur gen struktur menjadi aktif atau non aktif. Gen pengatur yang letaknya terpisah disebut represor yang menjaga gen operator dalam keadaan tertutup. Inducer yang bergabung dengan represor akan memberikan kesempatan gen operator untuk dapat tetap terbuka. Molekul lainnya adalah korepresor yang betindak menutup gen. Proses pengaktifan satu atau sekelompok operon selalu mengarah pada satu pola perkembangan. PENGONTROLAN ORGANISME Perkembangan dipengaruhi oleh hormon yang merupakan senyawa kimia yang bekerja secara spesifik untuk mengatur pertumbuhan, perkembangan, atau metabolisme. Beberapa kelompok hormone bersifat sebagai perangsang pertumbuhan dan perkembangan atau disebut promoter, sedangkan yang lain bersifat sebagai penghambat atau inhibitor. Selengkapnya terkait hormone tersebut akan dibahas sebagai berikut:1. Auksin Merupakan zat yang dapat mempengaruhi pemanjang koleoptil gandum seperti yang telah dikemukakan Charles Darwin. Dalam aktivitasnya, auksin dapat bekerja sendiri maupun berkombinasi dengan hormon lain. Permasalahannya, keberdaan hormone ini jumlahnya sangat kecil dan sangat sukar untuk dideteksi.2. GiberelinFungsi utamanya adalah merangsang pemanjangan, dan dalam aktivitasnya dapat beriteraksi dengan hormone lain .3. SitokininMemberikan pegaruh terhadap pembelahan sel.4. Etilen Senyawa ini diproduksi dalam daun dan merangsang proses peuaan sedangkan pada buah dapat merangsang proses pemasakan.5. Asam absisat Berperan dalam memelihara dormansi pada proses absisi pada daun

LINGKUNGANYang mempengaruhi perkembangan tumbuhan adalah Cahaya, suhu, gravitasi, Suara,Medan magnet, Radiasi elektromagnetik, kelembapan, Nutrien, dan Mekanik. E. Tingkat Kerja Pengontrolan1. Tingkat GenetikSemua sel bersifat totipotensi yang artinya setiap sel membawa semua informasi genetik untuk satu tumbuhan lengkap. Informasi untuk semua peristiwa perkembangan dalam kehidupan tumbuhan ada di dalam setiap sel hidup dan betapa pentingnya mekanisme genetik untuk menganggulangi atau memilih informasi yang tepat pada waktunya. Bahan kimia bertindak sebagai aktivator atau kompressor, selain itu juga dapat melibatkan sitokinin. Satu hal yang paling penting juga adalah adanya informasi yang permanen atau tetap.

2. Tingkat BiokimiaHormon dapat mempengaruhi pertumbuhan dengan pengaruh aktivitas enzim melalui jalur biokimia yang spesifik. IAA bekerja secara langsung mengaktifkan enzim pembentuk sitrat pada daur krebs. Hal ini dianggap sebagai enzim kunci dalam metabolisme energi dan merupakan mekanisme pengaturan yang penting. IAA juga diketahui dapat mempengaruhi enzim lain pada metabolisme.3. Tingkat selulerSejumlah mekanisme pengontrolan yang membingungkan terjadi pada tingkat seluler. Berikut beberapa contohnya:a. Pembelahan sel: berada di bawah pengontrolan hormon. Hormon yang seimbang sangat penting dalam pengaturan pertumbuhan dan oleh perbesaran dan pertumbuhan sel. b. Perbesaran sel: perbesaran sel merupakan proses dasar, sehingga tumbuhan dan jaringan yang pembelahan selnya dihambat, masih dapat terus tumbuh dengan cara perbesaran sel.c. Polarisasi: banyak atau hampir semua sel dalam jaringan yang sudah terorganisasi, akan terpolarisasi berkenaan dengan posisinya dalam organisme.d. Pendewasaan sel: pendewasaan sel pada tumbuhan dipengaruhi oleh hormon dan faktor lainnya.4. Tingkat pengorganisasianMerupakan hasil polariasi pembelahan sel dan spesialisasi sel. Tetapi pengorganisasian jaringan menjadi organ lebih dari itu, karena pada tahap ini pola-pola pertumbuhan yang berbeda harus diatur pada tingkat reaksi-reaksi sel secara individual untuk dapat mengontrol bentuk dan ukuran.