Keajaiban Hijau: Bagaimana Tumbuhan Tumbuh dan Berkembang

Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan berlangsung sejak tahap biji hingga tumbuhan dewasa yang mampu bereproduksi, mencakup pembelahan sel, perkembangan sel, dan diferensiasi sel. Sebelum ketiga proses itu berjalan, endosperma berperan vital sebagai jaringan penyimpan cadangan makanan di dalam biji. Pada sebagian besar tumbuhan berbunga (Angiospermae), endosperma mengandung pati, protein, dan minyak sebagai sumber energi bagi tumbuhan muda sebelum mampu berfotosintesis.

Pembelahan Sel

Pembelahan sel terjadi terutama di daerah meristem, yaitu jaringan di ujung akar dan pucuk batang yang bertanggung jawab atas pertumbuhan primer. Melalui mitosis, satu sel induk membelah menjadi dua sel anak yang identik secara genetik sehingga jumlah sel penyusun jaringan tubuh bertambah.

Perkembangan Sel

Sel-sel baru hasil pembelahan mengalami pembesaran, perubahan bentuk, dan akumulasi komponen seluler yang diperlukan untuk fungsi tertentu. Sel menyerap air, meningkatkan volume sitoplasma, dan memperbesar ukuran keseluruhannya.

Diferensiasi Sel

Diferensiasi adalah proses ketika sel memperoleh karakteristik khusus agar dapat menjalankan fungsi spesifik sebagai bagian dari jaringan atau organ, misalnya jaringan vaskular (xilem dan floem), epidermis, atau mesofil daun.

Struktur Biji

Komponen Utama Biji

• Embrio: bagian inti biji yang akan berkembang menjadi tumbuhan baru, terdiri dari plumula (bakal tunas), radikula (bakal akar), dan kotiledon (daun embrio).
• Cadangan makanan: tersimpan dalam endosperma yang kaya pati, protein, dan minyak, atau diserap kotiledon sebelum biji matang.
• Testa (kulit biji): lapisan pelindung embrio dan cadangan makanan dari kekeringan, benturan, dan patogen. Pada biji juga terdapat hilum sebagai bekas pelekatan pada buah dan mikropil sebagai jalan masuk air.

Struktur Biji Berdasarkan Jumlah Kotiledon

Biji dikotil memiliki dua kotiledon yang menyimpan cadangan makanan hasil serapan dari endosperma, sedangkan biji monokotil hanya memiliki satu kotiledon yang bertugas menyerap nutrisi dari endosperma yang tetap ada selama perkecambahan.

Aspek	Dikotil	Monokotil
Jumlah kotiledon	Dua kotiledon	Satu kotiledon
Fungsi kotiledon	Penyimpan cadangan makanan	Menyerap nutrisi dari endosperma
Keberadaan endosperma	Umumnya diserap sepenuhnya oleh kotiledon	Tetap ada dan menyediakan nutrisi saat berkecambah
Akar	Akar tunggang dengan cabang lateral	Akar serabut berukuran hampir seragam
Daun sejati	Tulang daun menyirip atau menjari	Tulang daun sejajar atau melengkung
Susunan vaskular batang	Teratur membentuk cincin	Tersebar acak di seluruh batang
Tipe bunga	Bagian bunga kelipatan empat atau lima	Bagian bunga kelipatan tiga
Pertumbuhan sekunder	Ada pada banyak spesies karena kambium aktif	Umumnya tidak ada
Perkecambahan	Umumnya epigeal	Umumnya hipogeal
Contoh tumbuhan	Kacang polong, bunga matahari, apel, mawar	Jagung, padi, gandum, anggrek

Proses Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Proses ini berlangsung bertahap melalui tiga fase utama, yaitu perkecambahan, pertumbuhan primer, dan pertumbuhan sekunder.

Perkecambahan

Perkecambahan adalah proses ketika biji dorman berubah menjadi tumbuhan muda setelah dipicu kelembaban, suhu, dan oksigen yang sesuai. Fisiologinya diawali imbibisi, yaitu penyerapan air melalui mikropil yang membuat biji membengkak dan kulit biji retak. Air mengaktifkan enzim amilase yang memecah pati menjadi glukosa serta protease yang memecah protein menjadi asam amino. Respirasi seluler kemudian meningkat untuk menghasilkan ATP, radikula tumbuh lebih dulu diikuti plumula, sementara hormon giberelin merangsang pembelahan sel dan mobilisasi cadangan makanan serta auksin mengatur orientasi pertumbuhan terhadap gravitasi dan cahaya.

Aspek	Perkecambahan Epigeal	Perkecambahan Hipogeal
Posisi kotiledon	Muncul di atas permukaan tanah	Tetap berada di bawah tanah
Bagian yang memanjang	Hipokotil, mendorong kotiledon ke atas	Epikotil, menjaga kotiledon tetap di bawah tanah
Fungsi kotiledon	Sempat berfotosintesis membantu tumbuhan muda	Hanya menyuplai nutrisi bagi embrio
Contoh tumbuhan	Kacang merah, buncis, kacang tanah, kapuk	Jagung, kacang kapri, padi

Pertumbuhan Primer

Pertumbuhan primer terjadi pada ujung batang dan akar melalui aktivitas meristem apikal, sehingga tumbuhan memanjang ke arah cahaya dan air. Titik tumbuh akar maupun batang terbagi menjadi tiga zona: zona pembelahan sel, tempat sel meristematik aktif membelah secara mitosis; zona pemanjangan sel, tempat sel menyerap air dan memanjang sehingga mendorong pertumbuhan; serta zona diferensiasi atau maturasi, tempat sel berubah menjadi jaringan epidermis, korteks, dan jaringan vaskular yang fungsional, sekaligus tempat terbentuknya rambut akar.

Meristem apikal menghasilkan tiga jaringan primer. Protoderm berdiferensiasi menjadi epidermis yang melindungi tumbuhan dan menghasilkan stomata, trikoma, serta rambut akar. Prokambium membentuk jaringan vaskular xilem dan floem. Meristem dasar membentuk jaringan dasar, yaitu parenkim untuk penyimpanan dan fotosintesis, kolenkim sebagai penopang lentur pada batang muda, serta sklerenkim yang kaku karena mengandung lignin.

Pertumbuhan Sekunder

Pertumbuhan sekunder menyebabkan pembesaran diameter batang dan akar, terutama pada tumbuhan dikotil dan gymnospermae yang memiliki meristem sekunder. Kambium vaskular menghasilkan xilem sekunder ke arah dalam sebagai jaringan kayu pengangkut air serta floem sekunder ke arah luar untuk mengangkut hasil fotosintesis. Kambium gabus (felogen) menghasilkan gabus ke arah luar sebagai periderm pelindung dan feloderm ke arah dalam. Aktivitas musiman kambium vaskular membentuk cincin tahun, yaitu lapisan konsentris kayu awal yang berdinding tipis dan kayu akhir yang berdinding tebal, sehingga usia pohon dapat diperkirakan dari jumlah cincinnya.