KONSEP DASAR BIOLOGI DAN IPBA

PERKEMBANGBIAKAN TUMBUHAN

Tumbuhan memiliki dua cara perkembangbiakan yaitu perkembangbiakan yang melibatkan alat perkawinan yang disebut perkembangbiakan generative (seksual) dan yang tidak melibatkan alat perkawinan yang disebut perkembangbiakan vegentatif (aseksual).  

1.    Perkembangbiakan Vegetatif Tumbuhan  Rendah

Perkembangbiakan vegetatif tumbuhan rendah dilakukan dengan berbagai cara, di antaranya membelah diri, bertunas,  dan dengan spora. Untuk lebih jelasnya ikutilah uraian berikut.

a. Membelah  diri

Seperti kita ketahui, cara perkembangbiakan dengan membelah diri umumnya dilakukan oleh tumbuhan bersel satu, seperti bakteri dan beberapa jenis ganggang. Gambar 3.1 di bawah ini adalah salah satu contoh perkernbangbiakan dengan cara rnernbelah diri pada sejenis bakteri. Materi genetik bakteri di bawah ini berbentuk DNA sirkuler (bentuk  lingkaran). Coba Anda perhatikan dengan seksama bagaimana bakteri tersebut berkernbang biak.

 

Gambar 3.1

 https://dustygerbera.files.wordpress.com/2015/11/f-d-df2636c9924c43548a13da028e1bc0b855eb143530201868f81bb231image_thumb_postcardimage_thumb_postcard-1.jpg

b. Membentuk  tunas

Cara perkernbangbiakan dengan bertunas  ini dapat kita jurnpai  pada ragi dan lumut hati. Ragi yang sering kita gunakan  dalam pembuatan  tape adalah Saccaromyces  cerevisiae. Beberapa  jenis ragi berkembang  biak  dengan  cara membelah  diri,  tetapi  kebanyakan   berkembang   biak  dengan  cara  bertunas (Garnbar 3.2).

 

 

Gambar 3.2.

Pertunasan pada ragi (Andrews et al.,  1983). Mula-mula sel ragi yang telah matang membentuk tonjolan pada dinding tubuhnya,  disertai dengan proses mitosis yang akan membentuk dua buah inti sel.  Pada saat tunas telah terbentuk, satu buah inti sel sebagai hasil pembelahan mitosis bergerak memasuki tunas tersebut.  Akhirnya tunas akan memisahkan diri dari induknya dan terbentuklah individu  baru yang mandiri  (Andrews,  1983).

c.  Membentuk spora

Spora merupakan salah satu alat perkembangbiakan yang dihasilkan oleh beberapa jenis tumbuhan rendah, seperti jamur, ganggang, lumut, dan tumbuhan paku. Beberapa jenis bakteri dapat membentuk spora, tetapi spora pada bakteri  lebih  bersifat  untuk  mempertahankan  diri  dari  lingkungannya yang kurang menguntungkan daripada untuk perkembangbiakan.

Bagaimana spora dihasilkan?  Spora dibentuk  melalui proses pembelahan meiosis. Dengan demikian spora tumbuhan diploid (2n) akan bersifat haploid . Bagaimana proses selengkapnya dari perkembangbiakan jamur ini? Untuk  memberikan gambaran  perkembangbiakan pada jamur,  silakan  Anda pelajari proses perkembangbiakan dan siklus hidup jamur dari kelas basidiomycetes (Gambar 3.3).

 Gambar 3.3.

Siklus hidup jamur kelas Basidiomycetes.  Spora (basidiospora) disebarkan oleh angin. Jika spora mencapai medium yang sesuai, mereka akan berkecambah menjadi miselium primer yang berbentuk tabung seperti hipa. Jika dua buah hipa berbeda tipe bertemu, maka mereka akan menyatu tetapi intinya tidak bersatu dan membentuk miselium sekunder. Miselium sekunder yang dikariotik (mempunyai dua inti) kemudian menjalar dalam mediumnya dan kemudian akan membentuk jamur seperti yang sering kita lihat (Ville et al.,  1985 dan Wallace,  1992).

2.    Perkembangbiakan Generatif Tumbuhan Rendah

Mungkin Anda telah mengetahui bahwa perkembangbiakan generatif pada tumbuhan rendah dapat dilakukan dengan berbagai cara. Masih ingatkah Anda apa yang disebut dengan isogami, anisogami,  dan konjugasi? Itulah tiga cara perkembangbiakan generative tumbuhan rendah yang umum kita jumpai. Isogami  adalah  proses  perkawinan makhluk hidup dengan cara penyatuan antara dua buah gamet (sel kelamin) yang bentuk dan struktumya sama. Clamydomonas dan Ulva merupakan jenis ganggang yang melakukan perkembangbiakan dengan cara isogami. Untuk lebih jelasnya perhatikan bagan isogami Chlamidomonas sp pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4.

Siklus hidup Chlamydomonas sp. Chlamydomonas sp merupakan alga hijau bersel tunggal yang haploid dan mempunyai 2 jenis kelamin, yaitu (+) dan (-),  karena belum dapat dibedakan antara jantan dan betinanya. Sel tersebut juga berfungsi sebagai garnet ( +) dan (-), yang bila bertemu akan berfusi  membentuk zigot.  Zigot berkembang menjadi zigospora, yang dengan cara meiosis akan menghasilkan individu-individu baru yang berjenis kelamin  (+) dan (-) (I).  Selain dapat melakukan perkawinan isogami,  sel tersebut juga dapat berkembangbiak dengan cara vegetatif, yaitu membelah diri (II) (Beck et ai., 1991 ).

Anisogami adalah proses perkembangbiakan makhluk hidup dengan cara penyatuan dua buah gamet yang berbeda struktur, bentuk, maupun ukurannya.  Gamet  jantan  disebut  sperma,  sedangkan  gamet  betina  disebut ovum. Pada  tumbuhan  rendah  anisogami   antara lain terjadi pada sejenis ganggang yaitu Oedogonium sp dan Fucus sp. Untuk  lebih jelasnya perhatikan siklus hidup Fucus pada Gambar 3.5

Siklus hidup Fucus. Fucus matang dengan penggembungan pada ujung-ujung cabangnya (1 ); irisan ujung cabang yang memperlihatkan konsep-takel yang menunjukkan tempat mikrogametofit dan makrogametofit berada (2-3); makrogametofit (4) dan mikrogametofit (5); Makrosporangium pecah mengeluarkan telur (6) dan sperma keluar dari  mikrosporangium yang telah matang (7); fertilisasi terjadi jika telur bertemu dengan sperma dan menghasilkan zigot (8).  (Weier et ai.,  1982).

Kanjugasi adalah proses perkembangbiakan makhluk hidup melalui perkawinan  antara  dua  individu  yang  belum dapat  dibedakan  jenis kelaminnya. Contoh yang paling umum pada tumbuhan adalah ganggang Spirogyra sp. Untuk lebih jelasnya perhatikan  Gambar 3.6.

Gambar 3.6.

Konjugasi pada Sp;rogyra sp. merupakan organisme yang bersifat haploid. Filamen dari dua strain yang berbeda saling melekatkan diri dan membentuk tabung konjugasi (1-2); inti sel dari individu yang satu menyeberang lewat tabung konjugasi menuju sel yang lain yang selanjutnya kedua inti berfusi membentuk zigot yang diploid (2-3); setiap zigot berkembang menjadi zigospora yang selanjutnya bermeiosis membentuk individu-individu yang haploid.  (Ville et al. 1989 dan Sumarwoto, dkk, 1982).

3. Perkembangbiakan Tumbuhan Tinggi

Kami  yakin Anda sudah mengenal apa yang dimaksud tumbuhan tinggi, tetapi ada baiknya kita ulas  kembali  apa yang dimaksud tumbuhan tinggi. Tumbuhan tinggi adalah sekelompok tumbuhan yang sudah dapat dibedakan antara akar batang dan daun, serta umumnya berkembangbiak dengan biji, karena itu tumbuhan tinggi sering disebut tumbuhan berbiji. Seperti halnya tumbuhan rendah, tumbuhan tinggi pun dapat berkembang-biak dengan cara vegetatif dan atau generatif.

a. Perkembangbiakan vegetatifpada tumbuhan tinggi

Perkembangbiakan vegetatif pada tumbuhan tinggi dapat terjadi secara alami maupun  buatan. Vegetatif alami terjadi di alam tanpa campur tangan manusia, sedangkan buatan sengaja dilakukan oleh manusia untuk memenuhi kesejahteraan hidupnya.

1) Perkembangbiakan vegetatif alami pada tumbuhan tinggi.

Perkembangbiakan vegetatif ini dapat terjadi melalui berbagai cara, antara lain sebagai berikut.

(a) Akar tinggal (rhizoma)

Rhizoma adalah batang yang tumbuh menjalar di dalam tanah. Pada setiap buku rhizoma tanaman tersebut dapat tumbuh tunas baru yang kemudian akan menjadi tanaman baru. Contohnya: jahe, kunyit, dan temulawak (Gambar 3.7).

 Gambar 3.  7.

Beberapa jenis tumbuhan yang berkembangbiak dengan akar Tinggal

Umbi Iapis merupakan bagian tanaman yang tumbuh membengkak di dalam tanah karena menyimpan cadangan makanan. Tunas akan tumbuh pada bagian batang yang biasa disebut siung, Contohnya bawang Bombay, bawang daun,  dan tumbuhan lain yang  termasuk bawang-bawangan (Gambar 3.8A).

Gambar 3.8 A

Umbi lapis dan bagian-bagiannya

(c)  Umbi batang

Umbi  batang  adalah  batang yang  membengkak di dalam  tanah  dan berisi  cadangan  makanan.  Pada   bekas  ruas-ruas  batang terdapat lekukan yang berisi mata tunas. Contohnya ubi jalar dan kentang (Gambar 3.8B).

 

Gambar 3.8 B umbi  batang tanaman  kentang (Brocklehurst & Fielden,  1984).

 (d)   Geragih

Geragih yaitu batang yang umumnya menjalar di permukaan tanah, meskipun  ada pula yang menjatar di dalam  tanah. Contoh yang umum kita jumpai adalah pegagan (antanan), arbei, dan rumput teki (Gambar 3.9).

Geragih  

(e)   Tunas

Tunas adalah calon tumbuhan baru yang tumbuh dari bagian batang yang memiliki bakal tunas. Contohnya pakis haji, bambu, tebu, dan tanaman pisang (3.10A).

Gambar 3.10 A

pembentukan tunas pada bambu dan pisang

(t)   Tunas  adventif

Disebut juga tunas liar karena tunas ini tumbuh bukan pada bagian batang.  Contohnya cocor bebek, cemara, kersen, sukun, dan kesemek. Untuk lebih jelasnya perhatikan tunas adventif pada tanaman cocor bebek pada Gambar 3.10 B.

                              

Gambar 3.10.B Tunas adventif pada cocor bebek

(https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fkependidikan.com%2Fperkembangbiakan-vegetatif-pada-tumbuhan%2F&psig=AOvVaw3og3hUMsxDREurEHTsMY0c&ust=1614756918226000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTCKCMmsyMke8CFQAAAAAdAAAAABAD

4.Perkembangbiakan vegetatif buatan

Perkembangbiakan aseksual pada tumbuhan tinggi yang sengaja dilakukan oleh manusia dengan tujuan untuk kesejahteraan manusia. Contohnya dengan cara menyetek, mencangkok, merunduk, dan kultur jaringan.

(a) Menyetek

Setek atau stek/menyetek  adalah metode perbanyakan tanaman dengan menggunakan potongan tubuh tanaman akar, daun, batang. Setiap bagian tubuh tanaman memiliki sifat totipotensi di mana satu sel dapat membelah menjadi sel lain. Sehingga meski  streptocarpus ditumbuhkan dari potongan daun, sel akar dan batang dapat terbentuk. Begitu juga dengan ketela pohon/ubi kayu yang ditumbuhan dari potongan batang, dan lemon dari potongan akar.

Beberapa jenis tumbuhan memiliki kondisi tersendiri dalam mempercepat propagasi setek. Intensitas cahaya yang tinggi dapat membuat potongan setek membentuk akar lebih cepat, tetapi temperatur harus dijaga karena dapat menyebabkan stres. Jenis tumbuhan yang dapat diperbanyak dengan metode setek antara lain ubi kayu, tebu dan tanaman lainnya.

(b) Mencangkok

Mencangkok adalah suatu cara perbanyakan vegetatif tanaman dengan membiarkan suatu bagian tanaman menumbuhkan akar sewaktu bagian tersebut masih tersambung dengan tanaman induk.  

Poposes pencangkokan dilakukan pada suatu bagian batang (biasanya adalah cabang) dikerat kulitnya hingga terlihat kayu. Bagian yang terbuka ini lalu dibungkus dengan bahan yang dapat menyimpan air dan kemudian dibungkus dengan bahan kedap air, seperti plastik. Setelah beberapa minggu biasanyaakan tumbuh akar dan jika akar telah cukup banyak terbentuk selanjutnya batang ini dipotong dan dipisahkan dari pohon induk sebagai tanaman baru.

Pencangkokan dilakukan pada tumbuhan dikotil seperti jambu, sawo, rambutan, mangga dan tanaman lainnya yang punya kambium. Tujuan dari mencangkok adalah memperoleh tumbuhan baru yang dapat berbuah dengan cepat, tetapi sifatnya masih sama seperti induknya.

Gambar 3.11. cara mencagkok Tanaman

(c) Merunduk

Perkembangbiakan dengan merunduk dapat dilakukan dengan cara membengkokkan cabang tanaman hingga ke tanah lalu memendam cabang tanaman tersebut dengan tanah. Contoh tanaman yang dapat dikembangbiakkan dengan runduk, yaitu bougenvile, melati, stroberi, anggur dan masih banyak tanaman lain.  

Gambar 3.12 Perkembangbiakan vegetatif dengan cara merunduk

5. Perkembangbiakan Generatif 

Perkembangbiakan secara generatif adalah cara perkembangbiakan tumbuhan yang bisa dilakukan oleh tumbuhan itu sendiri dan dengan cara yang alami. Reproduksi generatif diawali oleh peleburan sel gamet jantan dan gamet betina. Gamet adalah sel yang diproduksi oleh organisme untuk tujuan reproduksi seksual. Pada tumbuhan tingkat tinggi diawali dengan proses penyerbukan dan persarian. Alat reproduksi pada tumbuhan tingkat tinggi ada dua, yakni berupa strobilus (pada tumbuhan biji terbuka) dan berupa bunga (pada tumbuhan biji tertutup).  Bahwasanya terbentuknya indvidu baru didahului dengan meleburnya dua gamet. Proses peleburan gamet jantan dan betina itu membentuk zigot dan disebut pembuahan atau fertilisasi.

Pada tumbuhan berbiji, gamet jantan (sperma) dihasilkan oleh alat perkembangbiakan jantan yang disebut benang sari. Sedangkan gamet betina (ovum) dihasilkan oleh alat perkembangbiakan betina disebut putik, Tumbuhan yang melakukan reproduksi secara generatif biasanya melakukan perkawinan pada bagian bunga.

Alat reproduksi

Pada tumbuhan terdapat kepala sari yang di dalamnya ada serbuk sari. Serbuk sari tersebut mengandung sel kelamin jantan. Pada bagian sel kelamin betina, yaitu putik yang terdiri kepala putik, tangkai putik, dan bakal buah. Sedangkan kelopak bunga dan mangkota bunga berperan sebagai alat perhiasan untuk menarik serangga yang membantu penyerbukan.

Putik

Putik sebagai alat perkembangbiakan betina biasanya terletak pada lingkaran terdalam dari bunga dan dikelilingi oleh benang sari. Bagian putik adalah kepala putik (stigma), tangkai putik (stylus), bakal buah (ovarium), dan bakal biji (ovulum). Di dalam bakal biji terdapat kantung lembaga yang berisi beberapa sel. Salah satu sel di antara kandung lembaga adalah sel telur (ovum) yang intinya akan dibuahi oleh inti sperma.

Benang sari

Benang sari merupakan alat perkembangbiakan jantan. Bagian-bagian pada benang sari, yakni tangkai sari (filaman) dan kepala sari (anthera) yang terdiri empat kantong sari. Benang sari terbentu di dalam kantong sari dan jika telah masuk, kepala sari pecah dan serbuk sari masuk keluar.

Untuk memahami lebih dalam alat reproduksi tumbuhan berbiji tertutup silahkan perhatikan gambar berikut :

Pada proses perkembangbiakan/reproduksi generatif bisa terjadi oleh beberapa faktor, yakni;

1. Penyerbukan angin (anemogami)
2. Penyerbukan hewan (ziodiogami)
3. Penyerbukan serangga (entomogami)
4. Penyerbukan siput (malakogami)
5. Penyerbukan burung (ornitogami)
6. Penyerbukan kelelawar (kiropterogami).
7. Penyerbukan manusia (antropogami)

Tumbuhan tinggi atau tumbuhan berbiji dikelompokkan menjadi dua  golongan, yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gimnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae). Bagaimana proses perkembangbiakan dari kedua golongan tumbuhan tersebut? Silahkan pelajari lebh lanjut dari sumber yang relevan.