Faktor Dalam (Internal)

Faktor internal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan mencakup faktor genetik, epigenetik dan zat pengatur tumbuh.

1.    Faktor genetik

Setiap tumbuhan terdiri dari miliaran sel. Dalam setiap sel terdapat satu set lengkap semua gen yang membentuk kode instruksi untuk suatu organisme. Kode gen tersebut berperan dalam menentukan fungsi dan sifat dari tumbuhan. Sebagai contoh, penemuan penting darai para ilmuwan tentang gen pada tumbuhan adalah gen yang terlibat dalam pembungaan pada tanaman.

Gen merupakan unit pewarisan sifat bagi organisme hidup. Bentuk   fisiknya adalah urutan DNA penyandi protein, polipeptida atau seuntaian DNA yang memiliki fungsi bagi organisme yang memilikinya. 

2.    Epigenetik

Penelitian pada sel menunjukkan, tidak hanya gen yang mempengaruhi ciri-ciri dan fungsi dari suatu organisme, tetapi juga “Epigenetik” atau faktor non-gen. 

Faktor-faktor  epigenetik  adalah  suatu  fitur  dalam  sel  yang  dapat  diwariskan ketika sel membelah tetapi mereka tidak merubah gen itu sendiri. Namun faktor epigenetik dapat memodifikasi perilaku gen. 

Faktor epigenetik memiliki peran penting dalam perkembangan tumbuhan. Epigenetik merupakan dasar untuk mengungkap seluk-beluk tentang bagaimana gen dan organisme bekerja. Faktor epigenetik yang dapat mempengaruhi perilaku gen meliputi: 1) Struktur kromatin “bagaimana posisi atau susunan DNA dalam kromatin”; 2) Metilasi DNA “mengubah gen off – on”; 3) Small RNA - terbuat dari DNA dan bisa mempengaruhi perilaku gen me1alui berbagai cara.

3.    Zat Pengatur Tumbuh (Hormon)

Telah Anda ketahui bahwa hormon merupakan zat kimia yang diproduksi oleh tumbuhan yang berperan dalam pola pertumbuhan dan pemeliharaan tumbuhan. Zat pengatur pertumbuhan mengendalikan kegiatan dengan mengirimkan sinyal kimia  ke sel untuk melakukan sesuatu atau untuk tidak melakukan  sesuatu, termasuk mengaktifkan gen yang mengkode enzim tertentu atau justru menghalangi transkripsi gen.

Pada kebanyakan kasus, hormon tumbuhan memiliki efek pada tumbuhan tergantung pada lokasi  dan konsentrasi relatif  hormon terhadap  hormon  lain dalam jaringan. Hormon tumbuhan bekerja dalam hubungannya dengan satu sama lain, dan memiliki efek yang saling mempengaruhi. Hormon juga bekerja karena ada pengaruh lingkungan (Taiz & Zeiger, 2006). Hormon tumbuhan, seperti halnya pada hewan, bekerja dalam konsentrasi yang sangat kecil. Akan tetapi  tidak  seperti  hormon  hewan  yang  bekerja  sangat  spesifik,  satu  jenis hormon tumbuhan dapat mengasilkan efek yang berbeda. Hormon-hormon tumbuhan yang telah dikenal pada saat ini meliputi auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, kalin, etilen, dan asam traumalin.

1. Auksin

Hormon ini ditemukan pada titik tumbuh batang dan selubung daun pertama tanaman monokotil yang disebut koleoptil, ujung akar, serta jaringan yang masih bersifat meristematis. Konsep sinyal kimia pada tumbuhan dikemukakan pada tahun 1880 oleh Charles Darwin dan putranya Francis yang melihat fenomena fototropisme pada rumput. Tunas tumbuhan yang bersifat fototropis positif, ketika kecambah diterangi dari samping, tunas akan membelok ke arah cahaya. Menariknya, dalam penelitian mereka menemukan, jika koleoptil dari kecambah gandum dihapus, tumbuhan tidak lagi melengkung menuju cahaya. Mereka melakukan sejumlah eksperimen dan menemukan  bahwa  suatu bahan  kimia yang terletak di koleoptil berpindah ke daerah elongasi dan terjadi perbedaan pemanjangan dengan sel yang jauh dari sumber cahaya.

Gambar  . Pembengkokan arah pertumbuhan menuju cahaya (fototropisme)

dipengaruhi oleh auksin. (sumber: Taiz & Zeiger, 2006)

Ditinjau secara kimia, auksin adalah asam indolasetat (IAA), yang disintesis dari indole atau triptofan, meskipun ada sejumlah auksin sintetik. Auksin memicu pertumbuhan pada konsentrasi 10-3 hingga 10-8 molar (Taiz & Zeiger, 2006). Gen-gen yang mengontrol aktifitas sel secara normal dikontrol oleh auksin (Gambar 90). Auksin berikatan dengan represor, yang mengaktifkan ubiquitin dan membentuk kompleks auksin-represor, selanjutnya kompleks dibawa ke proteasome dan mengalami degradasi. Setelah represor dihapus, terbentuk gen transkripsi untuk aktifitas tertentu sesuai  yang diharapkan. 

Gambar   Mekanisme auksin mempengaruhi gen (sumber: Taiz & Zeiger, 2006)

Auksin  berperan  dalam     berbagai  macam  kegiatan  tumbuhan  diantaranya adalah:

1.    Auksin memicu pemanjangan dan pembesaran sel.

Auksin berperan dalam mengaktivasi enzim yang melonggarkan ikatan serabut selulosa dinding sel sehingga sel dapat memanjang.

2.    Dominansi apikal

Auksin diproduksi pada tunas apikal cenderung menghambat aktivasi tunas pada batang yang lebih rendah. Hal ini dikenal sebagai dominasi apikal. Auksin merangsang sintesis strigolaktone, hormon yang menekan pertumbuhan tunas lateral. Efek ini berkurang sesuai dengan jarak sel dari tunas pucuk.

3.    Auksin terlibat dalam respon tropisme.

Fototropisme  dan  geotropisme,  mempengaruhi  hasil  dari  perpanjangan  yang tidak sama yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi auksin dalam pemanjangan sel.

4.    Auksin merangsang pertumbuhan sekunder.

Auksin menstimulasi sel kambium untuk membelah dan xilem sekunder agar terdiferensiasi. Selain itu penutupan luka jaringan diketahui dipicu oleh auksin ketika ada bagian ikatan pembuluh yang rusak.

5.    Pembentukan akar adventif dan lateral

Auksin merangsang pembentukan akar yang tumbuh dari batang atau daun pada banyak spesies. 

2. Giberelin

Giberelin pertama kali ditemukan di Jepang pada 1930 dari kajian   terhadap tanaman padi yang sakit. Padi yang terserang jamur Gibberella fujikuroi tersebut tumbuh terlalu tinggi. Para ilmuwan Jepang mengisolasi zat dari biakan jamur tersebut. Zat ini dinamakan giberelin. Bentuk-bentuk giberelin diantaranya adalah GA3, GA1, GA4, GA5, GA19, GA20, GA37, dan GA38. Giberelin diproduksi oleh jamur  dan  tumbuhan  tinggi.  Giberelin  disintesis  di  hampir  semua  bagian tanaman, seperti biji, daunmuda, dan akar.

Giberelin seperti halnya auksin memegang peranan penting dalam pertumbuhan batang  menjadi  terlalu  panjang.  Sebaris  jagung  kerdil  dapat  dibuat  supaya tumbuh seperti jagung biasa dengan memberinya giberelin berkali-kali. Anehnya, pertumbuhan jagung biasa tidak dapat ditingkatkan dengan giberelin. Giberelin memiliki beberapa peranan, antara lain:

1. Memacu perpanjangan secara abnormal batang utuh.

2. Perkecambahan  biji  dan  mobilisasi  cadangan  makanan  dari  endosperma untuk pertumbuhan embrio.

3. Perkembangan bunga dan buah.

4. Menghilangkan sifat kerdil secara genetik pada tumbuhan.

5. Merangsang pembelahan dan pemanjangan sel

3. Sitokinin

Sitokinin merupakan hormon tumbuh yang terdapat pada tubuh tumbuhan. Sitokinin dibentuk pada sistem perakaran. Kinetin merupakan sitokinin sintetik yang pertama ditemukan oleh Carlos Miller pada ikan kering. Setelah itu ditemukan senyawa sitokinin yang lain dalam endosperma cair jagung, yaitu zeatin. Sitokinin sintetik lainnya adalah BAP (6-benzilaminopurin) dan 2-ip.

Fungsi sitokinin adalah sebagai berikut:

1. Merangsang proses pembelahan sel.

2. Menunda pengguguran daun, bunga, dan buah.

3. Mempengaruhi pertumbuhan tunas dan akar.

4. Meningkatkan daya resistensi terhadap pengaruh  yang  merugikan,  seperti suhu yang rendah, infeksi virus, pembunuh gulma dan radiasi.

5. Menghambat menguningnya daun dengan jalan membuat kandungan protein dan klorofil yang seimbang dalam daun (senescens). 

4. Gas etilen

Tumbuh-tumbuhan menghasilkan gas etilen untuk merespons terhadap adanya stres (tekanan), seperti kekeringan, kebanjiran, tekanan kimia, luka dan infeksi. Etilen  juga  dihasilkan  pada  saat  pemasakan  buah  atau  untuk  merespons terhadap peningkatan kadar auksin yang terlalu tinggi. Secara komersial, etilen dimanfaatkan untuk mempercepat pematangan buah.

Gas etilen juga menyebabkan pertumbuhan batang menjadi tebal dan kokoh. Di samping itu, bersama hormon lain akan menimbulkan reaksi yang karakteristik. Bersama auksin, gas etilen dapat memacu perbungaan mangga  dan nanas. Bersama giberelin, gas etilen dapat mengatur perbandingan bunga jantan dan bunga betina pada tumbuhan berumah satu.

5. Asam absisat (ABA)

Hormon asam absisat (Abscisic acid) adalah hormon yang dapat menghambat pertumbuhan  tanaman  (inhibitor)  yaitu  bekerja  berlawanan  dengan  hormon auksin    dan    giberelin    dengan    jalan    mengurangi    atau  memperlambat kecepatan pembelahan dan pembesaran sel.Hormon asam absisat pertama kali ditemukan pada tahun 1960 dari sekelompok peneliti yaitu Davies dan kawan- kawan yang mempelajari perubahan pada senyawa kimia yang menyebabkan terjadinya dormansi pada kuncup, dan perubahan kimia saat daun-daun gugur.Hormon ini berfungsi untuk:

1. Mempertahankan masa dormansi, sehingga menghambat perkecambahan biji.

2. Mempertahankan  diri  jika  tumbuhan  berada  pada  lingkungan  yang  tidak sesuai antara lain saat kekurangan air, tanahnya bergaram, dan suhu dingin atau suhu panas.

3. Merangsang   penutupan   mulut   daun   (stomata)   sehingga   mengurangi penguapan.

4. Berperan   dalam   pembentukan   zona   absisi,   sehingga   menyebabkan pengguguran daun, bunga, dan buah.

Asam absisat akan aktif pada saat tumbuhan berada pada kondisi yang kurang baik, seperti pada musim dingin, musim kering, dan musim gugur. Mengapa asam absisat justru berperan pada saat tanaman berada dalam kondisi yang kurang  baik?  Pada  saat  tumbuhan  mengalami  kondisi  yang  kurang  baik, misalnya ketika kekurangan air di musim kering, maka tumbuhan tersebut mengalami dormansi yaitu daun-daunnya akan digugurkan dan yang tertinggal adalah tunas-tunasnya. Dalam keadaan demikian asam absisat terkumpul/terakumulasi pada tunas yang terletak pada sel penutup stomata, hal ini menyebabkan stomata menutup, sehingga penguapan air berkurang dan keseimbangan air di dalam tubuh tumbuhan terpelihara sehingga pertumbuhan tunasnya terhambat yang disebabkan melambatnya kecepatan pembelahan dan pembesaran sel-sel tunasnya.

6. Kalin

Kalin adalah hormon yang dapat merangsang pembentukan organ tubuh. Berdasarkan organ tumbuhan yang dibentuk, kalin dibedakan menjadi: (a) Kaulokalin, adalah hormon yang memiliki fungsi dalam merangsang proses pembentukan    batang.    (b)    Rizokalin,    adalah    hormon    yang    berfungsi dalam merangsang pembentukan akar. (c) Filokalin, adalah hormon yang berfungsi merangsang dalam pembentukan daun. (d) Antokalin, adalah hormon yang merangsang pembentukan bunga.

7. Asam traumalin

Tanaman mampu memperbaiki kerusakan atau luka yang terjadi pada tubuhnya. Kemampuan tersebut dinamakan regenerasi (restitusi) yang dipengaruhi oleh hormon luka (asam traumalin). Hormon asam traumalin pertama kali dipelajari oleh Haberland dimana pada percobaan yang dilakukan dari jaringan tanaman yang  dilukai lalu dicuci bersih, ternyata bekas bidang  luka tidak membentuk jaringan baru, sedangkanpada jaringan luka yang dibiarkan terbentuk jaringan baru di dekat luka.

Peristiwa  penutupan  luka  ini  hanya  terjadi  pada  tumbuhan  dikotil.  Pada tumbuhan monokotil tidak terjadi penutupan luka jika batang tumbuhan terluka. Coba perhatikan batang pohon kelapa yang sengaja dilukai saat membuat panjatan sebagai pegangan kaki, jaringan yang terluka tidak pernah tertutup kembali. 

Sumber: Modul PPG (Pendidikan Profesi Guru)

Modul 3, Kegiatan Belajar 3. Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan

Perkembangan

Penulis: Dr Martina Restuati, M. Si

Baca Juga

Bagikan Artikel