BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Fisiologi
tumbuhan merupakan ilmu yang mempelajari tentang proses, fungsi, dan aktivitas
suatu organisme dalam menjaga dan mengatur kehidupannya. Seperti halnya cabang
ilmu biologi lain, fisiologi tumbuhan juga mempelajari proses kehidupan yang
sering mirip atau identik pada banyak organisme. Fisiologi tumbuhan sebenarnya
merupakan terapan dari fisika dan kimia modern untuk memahami tumbuhan. Karena
itu, kemajuan fisiologi tumbuhan hampir seluruhnya bergantung pada kemajuan di
bidang fisika dan kimia. Kini teknologi ilmu fisika terapan menyumbangkan
peralatan untuk membantu penelitian dibidang fisiologi tumbuhan serta
pengetahuan dasar yang dipakai untuk menafsirkan berbagai hasilnya.
Tumbuhan Spermatophyta sudah tidak asing lagi di
kehidupan kita, secara langsung maupun tidak langsung kita sering memanfaatkan
tumbuhan ini baik untuk kepentingan pangan, papan, maupun sandang.
Spermatophyta ini meliputi
semua tumbuhan berpembuluh yang bereproduksi secara generative dengan membentuk
biji. Di dalam biji terdapat calon individu baru (embrio sporofit atau
lembaga), beserta cadangan makanan (endosperma) yang terbungkus oleh lapisan
pelindung. Tumbuhan ini dapat kita temukan dengan mudah di kehidupan
sehari-hari.
B.
Rumusan Masalah
1. Apa pengertian
dari spermatophyta ?
2. Bagaimana proses
pembuahan pada tumbuhan gymnospermae dan angiospermae?
3. Apa saja
konsep-konsep perkecambahan?
4. Bgaimana
proses pertumbuhan biji dan buah?
C.
Tujuan
Masalah
1. Untuk
mengetahui pengertian dari spermatophyta
2. Untuk
mengetahui bagaimana proses pembuahan pada tumbuhan gymnospermae dan
angiospermae
3. Untuk
mengetahui apa saja konsep-konsep perkecambahan
4. Untuk
mengetahui proses pertumbuhan biji dan buah
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Tumbuhan
berbiji ( Spermatophyta )
1.
Definisi Tumbuhan Berbiji
(Spermatophyta)
Tumbuhan berbiji atau Spermatophyta (Yunani,
sperma=biji, phyton=tumbuhan) merupakan kelompok tumbuhan yang memiliki ciri
khas, yaitu adanya suatu organ yang berupa biji atau disebut juga Cormophyta berbiji karena sudah
dapat dibedakan antara akar, batang dan daun, serta dapat
menghasilkan biji.[1] Tumbuhan ini memiliki klorofildan jaringan pembuluh yang bervariasi
yang merupakan saluran untuk mengangkut unsur hara yang diperlukan tumbuhan.
Spermatophyta (tumbuhan berbiji) memiliki ciri-ciri antara lain: makroskopis
dengan ketinggian bervariasi, bentuk tubuhnya bervariasi, cara hidup
fotoautotrof, habitatnya kebanyakan di darat tapi ada juga yang mengapung di
air (teratai), mempunyai pembuluh floem dan xilem, reproduksi melalui
penyerbukan (polinasi) dan pembuahan (fertilisasi). Dalam tumbuhan berbiji
banyak sekali ordo ataupuun famili dari tiap divisi. Hal ini membuktikan bahwa
tumbuhan berbiji merupakan tumbuhan yang dapat dikatakan tumbuhan yang memiliki
bagian yang sangatlah banyak.
Tumbuhan biji berbeda dengan lumut atau tumbuhan
paku karena tumbuhan biji menghasilkan biji yang terbentuk melalui pembuahan
atau fertilisasi. Biji dihasilkan oleh alat perkembangbiakan yang disebut bunga.
Terdapat dua macam tumbuhan biji, yaitu tumbuhan biji terbuka (Gymnospermae)
dan tumbuhan biji tertutup (Angiospermae). Agiospermae terdiri lagi dari
tumbuhan berkeping satu (monokotil) dan tumbuhan berkeping dua (dikotil).
2.
Klasifikasi tumbuhan berbiji
(Spermatophyta)
a.
Gymnospermae (Tmbuhan berbiji terbuka)
Gymnospermae
adalah tumbuhan yang memiliki biji terbuka. Ciri morfologinya, yaitu umumnya
merupakan tumbuhan berkayu, berupa pepohonan atau perdu, sistem perakarannya
serabut, batangnya berkayu tumbuh tegak, banyak cabang atau tidak sama sekali,
daunnya kecil, tebal atai seperti jarum, alat perkembangbiakan disebut
strobulus dan bunga sesunguhnya belum ada. Sedangkan ciri anatominya, yaitu
batang dan akar berkambium sehingga dapat tumbuh membesar, ujung akarnya
terlindung oleh tudung akar atau kaliptra, endodermis pada akar maupun batang
mengandung banyak zat tepung, dan pada silinder pusat akar.[2]
v Klasifikasi
Gymnospermae
Gymnospermae dibagi dalam empat
kelompok yaitu Pinophyta, Cycadophyta, Ginkgophyta dan Gnetophyta.[3]
1. Pinophyta
Pinophyta dikenal sebagai konifer,
menghasilkan resin/getah, monoesis, daun berbentuk jarum, contohnya Pinus sp.
2.
Cycadophyta hidup di daerah tropis dan subtropis,
diesis, contohnya Cycas revoluta, Cycas rumphii, Encephalartos transvenosus.
3.
Ginkgophyta hanya mempunyai satu spesies di dunia ini
yaitu Ginkgo biloba, diesis, biji tidak di dalam rujung benar-benar terbuka ke
udara bebas.
4.
Gnetophyta berbeda dengan kelompok lainnya karena
memiliki pembuluh kayu untuk mengatur air pada bagian xilemnya. Contohnya
Gnetum gnemon Angiospermae (tumbuhan berbiji tertutup)
v Reproduksi
Gymnospermae
Gymnospermae
bereproduksi secara generatif (seksual) dengan membentuk biji. Alat
reproduksinya berupa strobilus terbentuk ketika tumbuhan sudah dewasa.
Gymnospermae mengalami pembuahan tunggal. Setelah serbuk sari dilepas, butir
serbuk sari berkembang menjadi sperma. Pada saat penyerbukan, serbuk sari
melekat pada bakal biji. Selanjutnya, sperma bergerak menuju sel telur melalui
buluh sebuk sari. Jika terjadi pembuahan, akan terbentuk zigot yang berkembang
menjadi embrio dan biji. Jika biji tersebut jatuh pada tempat yang sesuai, biji
akan tumbuh dan berkembang menjadi tumbuhan baru. Penyerbukan pada Gymnospermae
dilakukan dengan perantara angin (anemokori).[4]
Skema daur hidup
tumbuhan Gymnospermae digambarkan pada bagan berikut ini.
b. Angiospermae
(Tumbuhan berbiji tertutup)
Tumbuhan
berbiji tertutup (Angiospermae) berasal dari kata angio = bunga dan spermae =
tumbuhan berbiji. Ciri-cirinya, yaitu Bakal biji diselubungi daun buah
(karpela) yang merupakan bakal buah, Berupa pohon, herba, perdu, semak
dan mempunyai organ yang berupa bunga lengkap (terdapat kelopak bunga, mahkota
bunga, serta alat kelamin berupa benang sari dan putik).
Tumbuhan
biji tertutup (angiospermae) merupakan tumbuhan berbunga yang memiliki
pembungkus biji (ovulum) yang dibagi ke dlm 2 kelas yaitu Monokotiledon
(berkeping satu) dan dikotiledona (berkeping dua).
v Klasifikasi
Tumbuhan Biji Tertutup
Angiospermae
dibedakan menjadi dua yaitu Monocotyledoneae (berkeping satu) dan
Dicotyledoneae (berkeping dua).
1. Tumbuhan
Berkeping Tunggal (Monocotyledoneae)
Mempunyai biji berkeping satu,
berakar serabut, batangnya dari pangkal sampai ujung hampir sama besarnya.
Umumnya tidak bercabang. Akar dan batang tidak berkambium, xilem dan floem
tersebar. Contohnya: Oryza sativa (padi), Zea mays (jagung), Musa paradisiaca
(pisang), Cocos nucifera (kelapa).
2. Tumbuhan
Berkeping Dua ( Dicotyledoneae )
Mempunyai biji jumlah kepingnya
dua, berakar tunggang, batang dari pangkal besar makin ke atas makin kecil.
Batang bercabang, akar dan batang berkambium sehingga dapat mengalami
pertumbuhan sekunder (pertumbuhan melebar), xilem dan floem tersusun dalam
lingkaran. Contohnya: Casia siamea (johar), Arachis hypogea (kacang tanah),
Psidium guajava (jambu biji), Ficus elastica (karet).
v Reproduksi
Angiospermae
Alat
perkembangbiakan berupa bunga. Reproduksi pada Angiospermae diawali dengan
adanya proses penyerbukan (menempelnya serbuk sari pada kepala putik) dan
proses pembuahan (penyerbukan sel telur dan kantong lembaga pada bakal biji
dengan inti yang berasal dari serbuk sari). Selanjutnya zigot berkembang
menjadi embrio dan kemudian menjadi buah. Pembuahan yang terjadi pada
Angiospermae disebut pembuahan ganda.[5]
B.
Konsep-Konsep
Perkecambahan
1.
Definisi Perkecambahan
Perkecambahan
merupakan tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuhan berbiji.
Dalam tahap ini, embrio di dalam biji yang semula berada pada kondisi dorman
mengalami sejumlah perubahan fisiologis yang menyebabkan ia berkembang menjadi
tumbuhan muda. Tumbuhan muda ini dikenal sebagai kecambah.[6]
Perkecambahan adalah proses pertumbuhan embrio dan komponen-komponen biji yang
memiliki kemampuan untuk tumbuh secara normal menjadi tumbuhan baru. Jadi, biji dapat
berkecambah karena didalamnya terdapat embrio yaitu akar lembaga yang berfungsi sebagai akar, daun lembaga sebagai tempat menimbun makanan, fotosintesis,
alat pengisap makanan untuk embrio dan batang
lembaga.
Adapun pendapat
lain yang mengatakan Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula (calon
akar) dan pertumbuhan plumula (calon batang). Para ahli fisiologis benih
menyatakan bahwa perkecambahan adalah munculnya radikel menembus kulit benih.
Sedangkan para agronomis menyatakan bahwa perkecambahan adalah muncul dan
berkembangnya struktur penting embrio dari dalam benih dan menunjukkan
kemampuannya untuk menghasilkan kecambah normal pada kondisi lingkungan yang
optimum.
2. Tipe
dan Metabolisme Perkecambahan
Berdasarkan
posisi kotiledon dalam proses perkecambahan dikenal perkecambahan hipogeal dan
epigeal.
a.
Perkecambahan epigeal (Tipe perkecambahan di atas
tanah)
Hipokotil
memanjang sehingga plumula dan kotiledon ke permukaan tanah dan kotiledon
melakukan fotosintesis selama daun belum terbentuk. Termasuk dalam tipe ini
yaitu tanaman dikotil seperti kacang-kacangan. Kotiledon tersebut dapat
melakukan fotosintesis selama daun belum terbentuk contoh perkecambahan kacang
tanah.
Organ
pertama yang muncul dari biji yang berkecambah pada tipe epigeal adalah
radikula, berikutnya ujung radikula harus menembus permukaan tanah. Tumbuhan
dikotil dengan rangsangan oleh cahaya, ruas batang dibawah daun lembaga
(hipokotil) akan tumbuh lurus mengangkat kotiledon dan epikotil. Epikotil
memunculkan helai daun pertamanya mengembang dan menjadi hijau, serta mulai
membuat makanan melalui fotosintesis, kotiledon akan layu dan rontok dari bibit
karena cadangan makanannya telah habis oleh embrio yang berkecambah. Contoh:
perkecambahan kacang hijau.
b.
Perkecambahan hipogeal (Tipe perkecambahan di bawah
tanah)
Epikotil memanjang sehingga plumula
keluar menembus kulit biji dan muncul di atas permukaan tanah, sedangkan
kotiledon tertinggal dalam tanah. Biasanya yang termasuk dalam tipe ini yaitu
tanaman dengan tipe biji monokotil. Contoh: perkecambahan Jagung (Zea mays)[7]
3.
Tahapan Metabolisme Perkecambahan
a.
Tahap pertama dimulai dari proses imbibisi yaitu proses masuknya air
atau penyerapan air oleh benih, melunaknya kulit benih dan hidrasi oleh
protoplasma.
b.
Tahap kedua dimulai dengan kegitan
sel-sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih.
c.
Tahap ketiga merupakan tahap dimana
terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak dan protein menjadi
bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh.
d.
Tahap keempat adalah asimilasi dari
bahan-bahan yang telah terurai di daerah meristematik untuk menghasilkan energi
dari kegiatan pembentukan komponen dalam pertumbuhan sel-sel baru.
e.
Tahap kelima adalah pertumbuhan dari
kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada
titik-titik tumbuh, pertumbuhan kecambah ini tergantung pada persediaan makanan
yang ada dalam biji.
4.
Faktor – Faktor Perkecambahan
a. Faktor
Dalam
Faktor dalam yang mempengaruhi perkecambahan
benih antara lain:[8]
1. Tingkat
kemasakan benih
Benih yang dipanen sebelum tingkat
kemasakan fisiologisnya tercapai tidak mempunyai viabilitas yang tinggi karena
belum memiliki cadangan makanan yang cukup serta pembentukan embrio belum
sempurna. Pada umumnya sewaktu kadar air biji menurun dengan cepat sekitar 20
persen, maka benih tersebut juga telah mencapai masak fisiologos atau masak
fungsional dan pada saat itu benih mencapat berat kering maksimum, daya tumbuh
maksimum (vigor) dan daya kecambah maksimum (viabilitas) atau dengan kata lain
benih mempunyai mutu tertinggi.
2. Ukuran
benih
Benih yang berukuran besar dan
berat mengandung cadangan makanan yang lebih banyak dibandingkan dengan yang
kecil pada jenis yang sama. Cadangan makanan yang terkandung dalam jaringan
penyimpan digunakan sebagai sumber energi bagi embrio pada saat perkecambahan.
Berat benih berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuhan dan produksi karena
berat benih menentukan besarnya kecambah pada saat permulaan dan berat tanaman
pada saat dipanen.
3. Dormansi
Benih dikatakan dormansi apabila
benih tersebut sebenarnya hidup tetapi tidak berkecambah walaupun diletakkan
pada keadaan yang secara umum dianggap telah memenuhi persyaratan bagi suatu
perkecambahan atau juga dapat dikatakan dormansi benih menunjukkan suatu
keadaan dimana benih-benih sehat (viabel) namun gagal berkecambah ketika berada
dalam kondisi yang secara normal baik untuk berkecambah, seperti kelembaban
yang cukup, suhu dan cahaya yang sesuai.
4. Penghambat
perkecambahan
Penghambat perkecambahan benih
dapat berupa kehadiran inhibitor baik dalam benih maupun di permukaan benih,
adanya larutan dengan nilai osmotik yang tinggi serta bahan yang menghambat
lintasan metabolik atau menghambat laju respirasi.
b. Faktor
Luar
Faktor luar utama yang mempengaruhi
perkecambahan diantaranya:[9]
1. Air
Penyerapan air oleh benih
dipengaruhi oleh sifat benih itu sendiri terutama kulit pelindungnya dan jumlah
air yang tersedia pada media di sekitarnya, sedangkan jumlah air yang
diperlukan bervariasi tergantung kepada jenis benihnya, dan tingkat pengambilan
air turut dipengaruhi oleh suhu. Perkembangan benih tidak akan dimulai bila air
belum terserap masuk ke dalam benih hingga 80 sampai 90 persen dan umumnya
dibutuhkan kadar air benih sekitar 30 sampai 55 persen. Benih mempunyai kemampuan
kecambah pada kisaran air tersedia. Pada kondisi media yang terlalu basah akan
dapat menghambat aerasi dan merangsang timbulnya penyakit serta busuknya benih
karena cendawan atau bakteri.
2. Suhu
Suhu optimal adalah yang paling
menguntungkan berlangsungnya perkecambahan benih dimana presentase perkembangan
tertinggi dapat dicapai yaitu pada kisaran suhu antara 26.5 sd 35°C. Suhu juga
mempengaruhi kecepatan proses permulaan perkecambahan dan ditentukan oleh
berbagai sifat lain yaitu sifat dormansi benih, cahaya dan zat tumbuh
gibberallin.
3. Oksigen
Saat berlangsungnya perkecambahan,
proses respirasi akan meningkat disertai dengan meningkatnya pengambilan
oksigen dan pelepasan CO2, air dan energi panas. Terbatasnya oksigen yang dapat
dipakai akan menghambat proses perkecambahan benih. Kebutuhan oksigen sebanding
dengan laju respirasi dan dipengaruhi oleh suhu, mikro-organisme yang terdapat
dalam benih. Umumnya benih akan berkecambah dalam udara yang mengandung 29
persen oksigen dan 0.03 persen CO2. Namun untuk benih yang dorman,
perkecambahannya akan terjadi jika oksigen yang masuk ke dalam benih
ditingkatkan sampai 80 persen, karena biasanya oksigen yang masuk ke embrio
kurang dari 3 persen.
4. Cahaya
Kebutuhan benih akan cahaya untuk
perkecambahannya berfariasi tergantung pada jenis tanaman. Adapun besar
pengaruh cahanya terhadap perkecambahan tergantung pada intensitas cahaya,
kualitas cahaya, lamanya penyinaran. Pengaruh cahaya terhadap perkecambahan
benih dapat dibagi atas 4 golongan yaitu golongan yang memerlukan cahaya
mutlak, golongan yang memerlukan cahaya untuk mempercepat perkecambahan,
golongan dimana cahaya dapat menghambat perkecambahan, serta golongan dimana
benih dapat berkecambah baik pada tempat gelap maupun ada cahaya.
C.
Pertumbuhan
Buah dan Biji
Buah dan biji adalah dua bagian
dalam tumbuan yang masing-masing saling bersinergi. Apa yang terjadi pada biji
adalah sebuah proses menuju terciptanya buah. Sehingga, hubungan antara kedua
elemen ini cukup erat. Semua proses biji
menjadi buah bermula dari apa yang terjadi pada bunga. Setelah bunga mengalami
penyerbukan, beberapa waktu kemudian perhiasan bunga seperti mahkota akan layu.
Sementara beberapa bagian bunga khususnya yang terdapat di dalam putik akan
berkembang menjadi buah dan biji. Bakal buah (ovarium) akan berkembang menjadi
buah, sementara bakal biji (ovulum) akan berkembang menjadi biji. Di
dalam bakal biji terdapat zigot dan endosperm. Zigot akan tumbuh dan berkembang
menjadi embrio.[10]
v Perkembangan
Endosperm
Endosperm
tumbuh dan berkembang lebih dahulu dibandingkan pertumbuhan dan perkembangan
embrio. Endosperm kaya akan cadangan makanan. Cadangan makanan tersebut
digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan embrio. Pada sebagian besar
tumbuhan monokotil, endosperm berisi cadangan makanan yang dapat digunakan
sampai terjadinya perkecambahan. Pada beberapa tumbuhan dikotil, cadangan
makanan diberikan kepada kotiledon (daun biji) sebelum biji tumbuh dan
berkembang lebih lanjut.[11]
v Perkembangan
Embrio
Pertumbuhan
dan perkembangan embrio diawali dengan pembelahan zigot secara mitosis
menghasilkan sel basal dan sel terminal. Sel basal berkembang menjadi
suspensor. Suspensor berfungsi sebagai penghubung antara embrio dan kulit bakal
biji, serta mengalirkan nutrien dari tumbuhan induk atau dari endosperm. Sel
terminal berkembang menjadi proembrio yang melekat pada suspensor. Kotiledon
mulai berkembang membentuk tonjolan pada proembrio yang juga diikuti
perkembangan embrio. Embrio berkembang membentuk ujung batang dan ujung akar.
v Stuktur Biji
Yang Matang
Selama pematangan, biji mengalami pengurangan kandungan air sampai tersisa
5%-15% dari berat biji. Selanjutnya embrio berhenti berkembang sampai biji
mengalami perkecambahan. Biji yang matang mengandung embrio yang dikelilingi
kotiledon, endosperm, atau keduanya. Biji dilindungi oleh kulit biji.
Tumbuhan dikotil memiliki dua kotiledon. Pada perkembangan embrio tumbuhan
dikotil akan terbentuk epikotil dan hipokotil. Epikotil terletak di atas
kotiledon. Di ujung epikotil terdapat plumula, yaitu berupa ujung batang dan
sepasang calon daun. Hipokotil terletak di bagian bawah kotiledon. Hipokotil
berujung di calon akar (radikula). Sementara itu, pada tumbuhan monokotil hanya
terdapat satu kotiledon. Kotiledon pada beberapa tumbuhan monokotil disebut
skutelum. Skutelum sangat tipis dan letaknya tertekan oleh endosperm. Skutelum
menyerap nutrien dari endosperm selama perkecambahan. Embrio pada
rumput-rumputan dikelilingi oleh koleoriza dan koleoptil. Koleoriza melindungi
calon akar dan koleoptil melindungi calon batang.
v Perkembanagan
Bakal Buah
Ketika
bakal biji berkembang menjadi biji, bakal buah berkembang menjadi buah. Buah
berfungsi melindungi biji ketika biji dipencarkan oleh angin atau hewan. Buah
mulai berkembang setelah terjadinya penyerbukan. Penyerbukan merangsang
perubahan hormon yang menyebabkan bakal buah berkembang. Dinding bakal buah
berkembang menjadi perikarp (bagian dinding buah yang paling tebal). Pada saat
bakal buah berkembang, bagian-bagian bunga yang lain gugur. Jika pada suatu
bunga tidak terjadi penyerbukan, buah tidak akan berkembang dan semua bagian
bunga gugur dari tangkainya.[12]
BAB
III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
1. Tumbuhan
berbiji atau Spermatophyta (Yunani, sperma=biji, phyton=tumbuhan) merupakan
kelompok tumbuhan yang memiliki ciri khas, yaitu adanya suatu organ yang berupa
biji atau disebut juga Cormophyta
berbiji karena sudah dapat dibedakan antara akar, batang dan daun, serta dapat menghasilkan biji.
2. Perkecambahan
merupakan tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuhan berbiji. Adapun
pendapat lain yang mengatakan Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula
(calon akar) dan pertumbuhan plumula (calon batang). Para ahli fisiologis benih
menyatakan bahwa perkecambahan adalah munculnya radikel menembus kulit benih.
3. Gymnospermae
bereproduksi secara generatif (seksual) dengan membentuk biji. Alat
reproduksinya berupa strobilus terbentuk ketika tumbuhan sudah dewasa.
Sedangkan alat perkembangbiakan angiospermae berupa bunga. Reproduksi pada
Angiospermae diawali dengan adanya proses penyerbukan (menempelnya serbuk sari
pada kepala putik) dan proses pembuahan (penyerbukan sel telur dan kantong
lembaga pada bakal biji dengan inti yang berasal dari serbuk sari).
4. Bakal buah
(ovarium) akan berkembang menjadi buah, sementara bakal biji (ovulum) akan
berkembang menjadi biji.
DAFTAR
PUSTAKA
Hasnunidah,
Neni., Fisiologi Tumbuhan , Bandar
Lampung: Universitas
Lampung, 2010
Suprianto, Biologi Umum, Banda
Aceh: Unsyiah, 2008
Tajudin, Biologi, Jakarta: Kawan Pustaka, 2010
