Pembuahan pada Tumbuhan

Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Setelah terjadinya penyerbukan, inti generatif serbuksari akan membelah menjadi dua sel sperma (gamet jantan). Satu sperma membuahi sel telur untuk membentuk zigot. Sperma yang lain menyatu dengan kedua inti sel yang terdapat di tengah kantung embrio untuk membentuk endosperma. Penyatuan dua sperma dengan sel-sel yang berbeda dalamkantung embrio disebut
pembuahan ganda. Setelah fertilisasi ganda, bakal biji akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi buah.

1. Struktur Biji

Embrio dikelilingi oleh kotiledon dan endosperma yang merupakan persediaan makanan. Embrio dan persediaan makanannya terbungkus oleh selaput biji. Bila kita membuka biji kacang (dikotil), terlihat bahwa embrio melekat pada kotiledon. Di bawah titik pelekatan embrio dan kotiledon, terdapat sumbu embrionik yang disebut hipokotil. Di bawah hipokotil,terdapat radikula yang merupakan bakal akar. Bagian sumbu embrionik diatas kotiledon adalah epikotil. Pada ujungnya terdapat plumula yang merupakan bakal daun. Pada biji kacang-kacangan, kotiledon berdaging sebelum biji berkecambah. Namun, kotiledon biji jarak sangat tipis dan mempertahankan persediaan makanannya di endosperma. Kotiledon iniakan menyerap zat-zat makanan dari endosperma dan memindahkannya ke embrio ketika biji jarak mulai berkecambah. Anggota famili rumputrumputan memiliki kotiledon khusus yang disebut skutelum. Skutelum akan menyerap zat-zat makanan dari endosperma selama perkecambahan. Embrio biji rumput-rumputan terbungkus oleh lapisan koleorhiza dan koleoptil. Koleorhiza melindungi akar dan koleoptil melindungi tunas embrionik.

2. Perkecambahan Biji

Perkecambahan biji bergantung pada imbibisi. Imbibisi merupakan penyerapan air oleh biji. Air yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang, memecahkan kulit biji, dan memicu perubahan metabolic pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan
pertumbuhannya. Zat-zat makanan dipindahkan dari endosperma atau kotiledon ke bagian embrio yang sedang tumbuh. Organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah
dinamakan radikula (bakal akar). Pada tanaman buncis, hipokotil akan tumbuh dan mendorong epikotil dan kotiledon ke atas permukaan tanah. Selanjutnya plumula yang terletak di ujung epikotil, akan berkembang menjadi daun pertama. Daun ini terus tumbuh dan berkembang menjadi hijau dan mulai berfotosintesis. Kotiledon akan layu dan rontok dari biji karena cadangan makanannya telah dihabiskan oleh embrio yang berkecambah. Perkecambahan biji yang disebabkan oleh pertumbuhan hipokotil yang mendorong kotiledon dan epikotil ke atas permukaan tanah ini disebut tipe perkecambahan epigeal. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan.

a. Faktor internal

1.) Gen
Ukuran, bentuk, dan kecepatan tumbuh dikendalikan oleh gen-gen yang terdapat di dalam kromosom. Gen-gen tersebut diariskan dari induk tumbuhan kepada keturunannya. Gen-gen tersebut akan mengatur pola dan kecepatan pertumbuhan dan perkembangantumbuhan.

2.) Hormon
Hormon merupakan senyawa organic yang mengatur pertumbuhan tumbuhan. Hormon juga dikenal sebagai zat tumbuh. Ada lima hormone tumbuhan, yaitu auksin, giberalin, sitokinin, asam absisat, dan etilen.
a. Auksin

Auksin, terdapat di embrio biji, meristem apical, dan daun-daun muda. Berfungsi untuk merangsang pemanjangan batang; pertumbuhan, diferensiasi, dan percabangan akar; dominansi apical; dan merangsang pembentukan bunga dan buah. Auksin yang terdapat pada ujung batang (meristem apikal) dapat menghambat pertumbuhan tunas cabang. Keadaan ini disebut dominansi apikal. Karena itu, tumbuhan dapat tumbuh lurus dan tinggi.
b. Giberelin

Giberelin, terdapat pada meristem apikal akar, meristem apical batang, dan daun. Giberelin berperan dalam mempercepat perkecambahan biji dan tunas; pemanjangan batang; pertumbuhan raksasa; terbentuknya buah yang besar dan tidak berbiji; dan merangsang perbungaan.
c. Sitokinin

Sitokinin, dihasilkan pada bagian akar dan diangkut ke organ lainnya.

Sitokinin berperan dalam:

· pertumbuhan akar.

· merangsang pembelahan dan pertumbuhan sel.

· menghambat penuaan; menghambat dominasi apikal

· mengatur pembentukan bunga dan buah.

d. Asam absisat

Asam abisat, terdapat pada daun, batang, akar, dan buah. Asam absisat berperan dalam menghambat pertumbuhan ketika keadaan lingkungan tidak memungkinkan (cekaman lingkungan).
e. Etilen

Etilen, terdapat pada buah yang matang, batang, daun, dan bunga yang sudah tua. Etilen berperan dalam pematangan buah dan pengguguran daun dan bunga.

b. Faktor eksternal

1.) Air dan mineral
Tumbuhan memerlukan air dan mineral untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Air dan mineral diserap dari dalam tanah oleh akar. Air berfungsi sebagai pelarut dan untuk fotosintesis. Mineral seperti karbon, nitrogen, fosfat, kalsium, dan magnesium berguna sebagai bahan pembangun tubuh tumbuhan.
2.) Kelembapan
Kelembapan menunjukkan kandungan air di tanah dan udara. Bila kelembapan rendah, transpirasi akan meningkat sehingga penyerapan air dan mineral semakin banyak. Keadaanini dapat memacu laju pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
3.) Cahaya
Cahaya matahari sangat diperlukan dalam proses fotosintesis. Proses ini menghasilkan makanan yang dapat digunakan untuk mendapatkan energi dan membangun tubuh.
4. Metagenesis
Siklus hidup tumbuhan memperlihatkan suatu pergiliran keturunan (metagenesis). Pergiliran keturunan meliputi fase gametofit dan sporofit. Fase gametofit atau fase generatif merupakan tahap menghasilkan gamet
haploid. Fase sporofit atau fase vegetatif merupakan tahap menghasilkan spora. Gametofit menghasilkan gamet haploid yang menyatu membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi sporofit diploid. Pembelahan sporofit, menghasilkan spora yang menghasilkan generasi gametofit berikutnya. Tumbuhan lumut dan paku mengalami pergiliran keturunan. Pada
tumbuhan lumut, gametofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati. Sedangkan pada tumbuhan paku, sporofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati.

Proses Penyerbukan dan Pembuahan

Penyerbukan merupakan:

- pengangkutan serbuk sari (pollen) dari kepala sari (anthera) ke putik (pistillum)

- peristiwa jatuhnya serbuk sari (pollen) di atas kepala putik (stigma)

Macam penyerbukan di alam

1. Penyerbukan tertutup (kleistogami)

Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Dapat ddisebabkan oleh :

· Putik dan serbuk sari masak sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar)

· Konstruksi bunga menghalangi terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak besar dan menutup. Contoh : familia Papilionaceae

2. Penyerbukan terbuka (kasmogami)

Terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda. Hal ini dapat terjadi jika putik dan serbuk sari masak setelah terjadinya anthesis (bunga mekar)

Beberapa tipe penyerbukan terbuka yang mungkin terjadi :

a. Autogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama

b. Geitonogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yg berbeda, dalam pohon yg sama

c. Allogamie (Silang): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg sejenis

d. Xenogamie (asing): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg tidak sejenis

Beberapa tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka :

a. Dikogami

Putik dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.

· Protandri : benang sari lebih dahulu masak daripada putik

· Protogini : putik lebih dahulu masak daripada benang sari

b. Herkogami

Bunga yang berbentuk sedemikian rupa hingga penyerbukan sendiri tidak dapat terjadi. Misal Panili yang memiliki kepala putik yang tertutup selaput (rostellum).

c. Heterostili

Bunga memiliki tangkai putik (stylus) dan tangkai sari (filamentum) yg tidak sama panjangnya

· tangkai putik pendek (microstylus) dan tangkai sari panjang

· tangkai putik panjang (macrostylus) dan tangkai sari pendek

d. Tipe bunga yang penyerbukannya membutuhkan bantuan agen pembantu penyerbukan (pollinator); meliputi:

§ Anemofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh angin)

§ Entomofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh serangga)

§ Ornitofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh burung)

§ Kiropterofili (bunga yang penyerbukannya dibantu oleh kelelawar)

SISTEM REPRODUKSI

Reproduksi generatif pada tumbuhan biji terjadi melalui pertemuan serbuk sari dan ovum. Pada tumbuhan brbiji sampainya serbuk sari ke kepala putik dapat melalui beberapa perantara, yaitu angin (anemogami), air(hidrogami), hewan(zoidogami), dan manusia(antropogami). Berdasarkan asal serbuksari, penyerbukan dibedakan menjadi penyerbukan sendiri(autogami), penyerbukan tetangga(geitonogami), penyerbukan silang(alogami), dan penyerbukan bastar.
Pada gymnosparmae jarak antara penyerbukan dan pembuahan memerlukan waktu yang lama dan pembuahanya disebut pembuahan tunggalkarena hanya sekali pembuahan yaitu sel telur dengan spematozoid. Jarak antara penyerbukan dan pembuahan pada angiosparmae relatif pendek dan pembuahanya disebut pembuahan ganda, karena terjadi dua kali pembuahan, yaitu sel telur dan spermatozoid menghasilkan zigot dan inti kantung lembaga sekunder dengan spermatozoit menghasilkan sperma.

PEMBUAHAN GANDA

Butir serbuk/serbuk sari Þ menempel pada kepala putik Þ membentuk buluh serbuk (2 inti, inti vegetatif dan inti generatif) berjalan ke arah mikropil (pintu kandung lembaga) Þ inti generatif membelah Þ 2 inti sperma Þ sampai di mikropil, inti vegetatif mati Þ satu inti sperma membuahi sel telur Þ embrio. Satu inti sperma lain membuahi inti kandung lembaga Þ endosperma (makanan cadangan bagi embrio).

Karena pembuahannya berlangsung dua kali maka pembuahan pada Angiospermae disebut pembuahan ganda.

Embrio pada tumbuhan berbiji tertentu dapat terbentuk karena beberapa sebab. yaitu :

1. Melalui peleburan sperma dan ovum (amfimiksis)

2. Tidak melalui peleburan sperma dan ovum (apomiksis), yang dapat dibedakan atas:

· Apogami : embrio yang terbentuk berasal dari kandung lembaga. Misalnya :

dari sinergid dan antipoda

· Partenogenesis : embrio terbentuk dari sel telur yang tidak dibuahi.

· Embrio adventif : merupakan embrio yang terbentuk dari sel nuselus, yaitu bagian

selain kandung lembaga.

PEMBUAHAN TUNGGAL

Strobilus jantan Þ serbuk sari Þ jatuh pada tetes penyerbukan (ujung putik) Þ buluh serbuk Þ membelah Þ inti tabung dan inti spermatogen Þ inti spermatogen Þ membelah Þ dua inti sperma Þ membuahi sel telur di dalam ruang arkegonium Þ zigot Þ lembaga di dalam biji Þ tumbuhan baru.

Pembuahan pada gymnospermae disebut pembuahan tunggal, karena tiap-tiap inti sperma membuahi satu sel telur.

Organ reproduksi pada gymnospermae disebut konus atau strobilus.
Di dalam strobilus jantan terdapat banyak anteridium yang mengandung sel-sel induk butir serbuk. Sel-sel tersebut bermeiosis dari setiap sel induk terbentuk 4 butir serbuk yang bersayap. Pada strobilus betina terdapat banyak arkegonium. Pada tiap-tiap arkegonium terdapat satu sel induk lembaga yang bermeiosis sehingga terbentuk 4 sel yang haploid. Tiga mati, dan satu sel hidup sebagai sel telur. Arkegonium ini bermuara pada satu ruang arkegonium.