PERKEMBANGAN TUMBUHAN

PERKEMBANGANTUMBUHAN

1. Pertumbuhan primer

     Sebagian besar tumbuhan terus mengalami pertumbuhan sepanjang hidupnya; keadaan ini dikenal dengan pertumbuhan tak terbatas. Hal tersebut berbeda  dengan sifat pertumbuhan pada hewan yang digolongkan sebagai pertumbuhan terbatas,dimana pertumbuhan terhenti setelah individu mencapai ukuran tertentu. Perbedaan sifat pertumbuhan ini merupakan salah satu pembeda yang penting antara kedua kelompok tersebut. Dalam hidupnya pada umumnya hewan melakukan perpindahan tempat,sementara tumbuhan tetap disuatu tempat. Sifat ini memaksa tumbuhan untuk terus meningkatkan perolehan cahaya matahari, udara serta tanah selama hidupnya.

     Sifat pertumbuhan tak terbatas bukan berarti bahwa tumbuhan tidak dapat mati. Dalam kenyataan sebagian besar tumbuhan memiliki rentang hidup yang pendek. Sebagai contoh tumbuhan setahun (annual plant) menyelesaikan siklus hidupnya yaitu dari saat mulai tumbuh sampai berbunga, menghasilkan biji kemudian mati hanya dalam waktu satu tahun atau satu musim.Selain jenis-jenis bunga liar,sebagian besar tanaman pangan seperti gandum,jagung dan padi merupakan anggota kelompok ini. Disamping kelompok tersebut dikenal pula tumbuhan biennial,yang memerlukan waktu 2 tahun untuk menyelesaikan siklus hidupnya. Pada kelompok ini waktu berbunga biasanya terjadi pada tahun kedua. Bit gula dan wortel termasuk tumbuhan biennial,walaupun kita biasa memanennya pada tahun pertama,pada saat itutanaman tersebut belum berbunga.

     Tumbuhan yang masa hidupnya paling panjang adalah tumbuhan perennial,yang hidup dan bereproduksi selama bertahun-tahun. Termasuk dalam kelompok ini adalah pohon, semak serta beberapa rumput-rumputan. Beberapa anggota perennial merupakan tumbuhan dengan usia tertua, misalnya pohon raksasa Sequoia yang sudah berumur 300 tahun. Selain tumbuhan tua ini dikenal pula suatu jenis konifer yang telah tumbuh sejak ribuan tahun lalu.

 

 

Gambar1.Lokasi meristem apikal pada tumbuhan

Tanda panah menunjukkan arah pertumbuhan

Pertumbuhan  memanjang  yang  terjadi  sebagai  akibat  aktivitas  meristem  apikal disebut pertumbuhan primer.Pada ujung akar, pertumbuhan primer sesungguhnya membantu akar menembus kedalam tanah.Pada Gambar2 terlihat irisan membujur dari akar bawang yang sedang tumbuh. Pada bagian paling ujung terdapat tudung akar(rootcap)suatu struktur menyerupai kerucut yang berfungsi untuk melindungi daerah yang aktif melakukan pembelahan yang berisi sel-sel meristem yang lembut dan mudah rusak. Meristem apikal pada akar memiliki 2 tugas,yaitu kearah bawah membentuk sel-sel pengganti tudung akar yang selalu terkelupas akibat pergeseran dengan tanah dan kearah atas menghasilkan sel-seluntuk pertumbuhan primer seperti pada kuncup. Sel-sel yang bertanggung jawab terhadap pertumbuhan primer ini tersusun oleh 3 lapisan meristem primer, dari  arah  luar  berturut-turut  adalah  protoderm,  meristem  dasar  dan  prokambium. Dalam perkembangan selanjutnya protoderm akan berdeferensiasi menjadi epidermis akar,meristem dasar yang merupakan lapisan paling tebal akan membentuk korteks akar,sedangkan prokambium yang merupakan silinder paling dalam akan berkembang menjadi jaringan vaskular.

Gambar 2. Pertumbuhan primer akar

Meristem apikal mempertahankan kelangsungan pertumbuhan akar dengan terus menerus menambah sel pada ke 3 lapisan meristem primer tersebut.Namun penambahan jumlah selini tidak secara nyata  mengakibatkan pemanjangan akar.  Faktor yang lebih berperan dalam pemanjangan akar adalah pemanjangan ukuran sel. Pada Gambar 2 dapat dilihat zona pemanjangan sel yang terletak diatas daerah meristem, sel-sel mengalami penambahan ukuran sampai 10 kali dari panjang awalnya. Penambahan ukuran panjang yang terjadi lebih besar dari penambahan lebar sel pada semua arah. Ada kemungkinan hal ini berkaitan dengan posisi serabut selulosa yang merupakan pita- pita paralel tersusun melintang pada sel. Penambahan panjang yang tidak seimbang dengan pembesaran sel ini diduga akibat sel menyerap air sehingga mengalami pembengkakan dan menyebabkan jarak antara pita-pita  selulosa semakin jarang.Hal ini menyebabkan sel bertambah panjang sementara pembesaran sel terbatas oleh kemampuan meregang dari serabut selulosa tersebut.

Jaringan epidermis,korteks dan silinder pusat (berkaspembuluh) mulai terbentuk pada lokasi yang disebut zona pendewasaan sel yang terletak disebelah atas zona pemanjangan sel. Sel-sel dalam silinder pusat mengalami deferensiasi membentuk jaringan vaskular yang terdiri dari xilem dan floem primer.

Struktur jaringan pada tunas terminal batang dapat dilihat pada Gambar3. Pada gambar tersebut selain tunas terminal juga terlihat sepasang tunas aksilar. Jaringan yang terdapat pada bagian paling ujung dari tunas terminal adalah meristem apikal yang berupa massa sel berbentuk kubah (dome). Jaringan yang berada dibawahnya merupakan zona pemanjangan sel,akibat pemanjangan  sel di daerah ini meristem apikal terdorong ke atas. Namun dorongan tersebut tidak mengangkut seluruh massa sel meristem apikal,sebagian sel meristem pada bagian tepi tertinggal dibagian bawah, kemudian membentuk meristem pada tunas aksilar yang berada pada daerah ketiak daun. Seperti juga pada akar,meristem apikal pada batang juga berkembang membentuk 3 silinder jaringan. Sel-sel disebelah bawah zona pemanjangan sel mengalami deferensiasi membentuk ke 3 sistem jaringan tumbuhan yakni jaringan epidermis,jaringan  dasar serta sistem vaskular.

Gambar3. Pertumbuhan primer tajuk

a.Meristem apikal tunas ujung dengan sepasang tunas aksilar

b.Meristem apikal tunas ujung terdorong keatas oleh aktifitas pemanjangan

        2.Pertumbuhan sekunder

            Tumbuhan  berkayu  tumbuh  menebal  serta  membentuk  batang  yang  lebih  padat  akibat pertumbuhan xilem dan floem sekunder yang berkembang dari meristem sekunder. Penebalan akar dan  batang dimulai  setelah meristem apikal berkembang menjadi 3 lapis silinder jaringan,yaitu jaringan epidermis,jaringan dasar serta sistem vaskular.Penebalan organ ini disebut pertumbuhan sekunder.Kelompok tumbuhan yang mengalami pertumbuhan sekunder meliputi pohon,semak  serta liana.

Pertumbuhan sekunder melibatkan pembelahan sel pada 2 macam meristem  yaitu kambium vaskular dan kambium gabus. Kambium vaskular mula-mula muncul dalam struktur silinder yang terdiri atas sel-sel yang aktif melakukan pembelahan yang disebut meristem lateral.Silinder ini berada diantara xilem dan floem primer(Gambar4a). Pada gambar tersebut terlihat sektor batang pada saat permulaan pertumbuhan sekunder. Tingkat perkembangan batang pada saat ini sama dengan pada batang muda yang hanya mengalami pemanjangan akibat pertumbuhan primer,yang merupakan pembeda hanyalah keberadaan kambium vaskular. Kambium vaskular merupakan tipe meristem yang menarik,sebab dengan ketebalan hanya1-2 lapis sel mampu membelah dalam 2 arah.Sel-sel yang dibentuk kearah luar akan berkembang menjadi floem sekunder,sedangkan kearah dalam dibentuk xilem sekunder.Kambium vaskular menghasilkan sel-sel xilem lebih banyak dari pada sel-sel floem.

Pada Gambar 4b dapat diamati hasil dari pertumbuhan sekunder. Floem sekunder terdapat di sebelah luar kambium vaskular, sedangkan xilem sekunder         terletak di sebelah dalam kambium tersebut. Dengan mengamati pertumbuhan xilem sekunder dapat diketahui penyebab utama peningkatan ketebalan batang. Pada gambar paling bawah (4c) tampak 2 lapis xilem sekunder. Lapisan disebelah dalam  dihasilkan oleh kambium vaskular  selama tahun pertama pertumbuhan sekunder, sedangkan lapisan xilem paling luar dibentuk pada tahun kedua pertumbuhan tersebut. Pertumbuhan yang menghasilkan lapisan xilem baru setiap tahun inilah yangmenyebabkan penambahan ketebalan batang pada tumbuhan tahunan(perennial).

Xilem sekunder yang merupakan penyusun kayu pada pohon,semak, serta liana ini terdiri atas unsur trakea dan serat berdinding tebal yang kaya akan lignin. Dengan bertambahnya umur tumbuhan batang terus tumbuh menebal akibat aktivitas kambium vaskular yang  menghasilkan sel apisdemi selapis xilem sekunder.

Gambar4.Pertumbuhan sekunder pada batang tumbuhan berkayu

            Lapisan-lapisan xilem sekunder yang dihasilkan setiap tahunnya pada akhirnya akan membentuk cincin-cincin pertumbuhan tahunan yang dikenal dengan lingkaran tahun.Lapisan-lapisan itutampak menyerupai cincin yang terbentuk sebagai akibat aktivitas kambium yang tidak sama dalam setiap tahunnya. Pada tumbuhan berkayu yang hidup didaerah empat musim, kambium vaskular tidak aktif pada musim dingin,      sehingga pembentukan xilem sekunder terhenti. Saat musim semi tiba, pertumbuhan dimulai kembali sehingga terbentuk silinder kayu musim semi. Kayu musim semi dicirikan dengan sel-sel yang berukuran besar dan berdinding tipis. Sel-sel xilem baru ini terbentuk paling awal dengan diikuti lapisan kayu yang terbentuk berikutnya, yaitu lapisan kayu musim panas. Setiap cincin pertumbuhan terdiri atas lapisan kayu musim semi yang dikelilingi oleh lapisan kayu musim panas. Cincin pertumbuhan sering digunakan untuk menduga umur pohon yaitu dengan menghitung jumlahnya yang tampak jelas pada potongan melintang batang kayu.Pada Gambar5 tampak lapisan cincin- cincin pertumbuhan pada batang Sequoia  raksasa.

Gambar5.Struktur anatomi batang Sequoia setelah pertumbuhan sekunder

           

            Selain lapisan-lapisan yang dijelaskan diatas, pada potongan melintang batang juga tampak dua zona lebar yang dapat dibedakan dari warnanya. Lapisan luar berwarna lebih terang,dikenal sebagai kayu gubal (sapwood). Sel-sel xilem penyusun lapisan ini berperan aktif dalam transportasi air dan hara tanah.Lapisan sebelah dalam yang  juga meliputi pusat batang berwarna lebih gelap,disebut kayu galih(heart wood). Sel-sel xilem penyusun kayu galih tidak lagi berfungsi  dalam  kegiatan transportasi,namun biasanya merupakan tempat penimbunan resindan mineral terlarut lain. Hal inilah yang menyebabkan lapisan tersebut berwarna lebih gelap.

            Sekarang kita amati lagi Gambar4,untuk mempelajari apa yang terjadi pada bagian-bagian batang disebelah luar kambium vaskular. Berbeda dengan xilem, jaringan-jaringan yang terdapat di sebelah luar kambium tidak bertahan dalam waktu yang panjang, jaringan–jaringan tersebut mengelupas dengan kecepatan yang kira-kira sama dengan laju pembentukkannya. Perhatikan Gambar 4a terlihat epidermis dan korteks hasil pertumbuhan primer merupakan penyusun lapisan luar batang muda,  pada saat terjadi pertumbuhan sekunder,epidermis dan korteks tersebut mulai terkelupas.Pada gambar 4b tampak lapisan pelindung baru telah terbentuk dibagian luar batang yang disebut dengan jaringan gabus sebagai pengganti  epidermis dan korteks yang telah terkelupas. Sel- sel gabus  yang telah dewasa berupa sel mati  berdinding tebal dengan dinding sel mengandung lapisan lilin.Lapisan sel gabus ini  berfungsi sebagai pelindung jaringan-jaringan penyusun batang yang berada disebelah dalamnya. Gabus dibentu koleh jaringan meristematik yang disebut kambium gabus. Kambium gabus mula-mula berasal dari sel-sel parekima korteks.Seiring dengan penebalan batang dan dan perluasan lapisan xilem sekunder, kambium gabus serta jaringan gabus yang telah terbentuk terkelupas.Pada gambar 4c sisa-sisa gabus tinggal berupa 3 lapis sel terluar. Selanjutnya akan  diikuti dengan perkembangan  kambium gabus baru dari  sel-sel parenkima didalam floem sekunder.

            Seperti yang terlihat pada Gambar 5a, semua bagian di sebelah luar kambium vaskular merupakan penyusun pepagan(kulit). Lapisan-lapisan tersebut meliputi  floem sekunder,kambium gabus serta jaringan gabus. Floem sekunder yang berfungsi dalam transpor hasil fotosintesis adalah lapisan termuda yang berada paling dekat dengan  kambium vaskular.Sedangkan floem sekunder yang lebih tua akan mati seperti juga kambium gabus. Akibat proses penebalan batang jaringan- jaringan ini akan  terdorong keluar,sementara itu jaringan gabus akan melindungi mereka,sampai jaringan ini sendiri terkelupas. Gambar 5a menunjukkan batang kayu yang terbentuk setelah mengalami pertumbuhan sekunder selama puluhan tahun. Bagian terbesar dari pokok kayu seperti ini berupa jaringan mati,bagian yang bersifat hidup hanya merupakan  bagian kecil dari batang yang terdiri atas kambium vaskular,lapisan floem sekunder yang paling muda,kambium gabus serta sel-sel parenkima jejari yang tersusun secara radial dari pusat batang.