A. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan adalah suatu proses pertambahan ukuran, baik volume, bobot, dan jumlah sel yang bersifat irreversible (tidak dapat kembali ke asal). Sedangkan, perkembangan adalah perubahan atau diferensiasi sel menuju keadaan yang lebih dewasa.
Pada tumbuhan, perkembangan ini menghasilkan bermacam-macam jaringan dan organ tumbuhan. Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan berbedabeda antara spesies satu dengan spesies yang lain. Tetapi, pada dasarnya memiliki persamaan tahapan perkembangan, yaitu sebagai berikut.
- P embelahan Sel
Setelah terjadi fertilisasi (pembuahan sel gamet jantan dan sel gamet betina), terbentuklah zigot. Zigot mengalami pembelahan mitosis secara terus-menerus. Pembelahan ini berlangsung sangat cepat. Sel-sel yang dihasilkan dari pembelahan disebut morula. Morula berkembang menjadi bentuk yang berlubang disebut blastula.
- Morfogenesis
Blastula terus mengalami pembelahan sel. Selama pembelahan ini terjadi morfogenesis, yaitu proses perkembangan bentuk berbagai bagian tubuh embrio.
- Diferensiasi
Blastula terus membelah dan membentuk gastrula. Dari gastrula terbentuk embrio. Sel-sel embrio berkembang terus membentuk jaringan, organ, dan sistem organ yang membentuk struktur dan fungsi khusus yang nantinya difungsikan pada waktu dewasa.
- Pertumbuhan
Setelah terbentuk organ, terjadi pertumbuhan makhluk hidup menjadi lebih besar. Perkembangan berjalan seiring dengan pertumbuhan. Perkembangan adalah proses mencapai kedewasaan. Perbedaan antara pertumbuhan dan perkembangan, yaitu per-tumbuhan dapat diukur dengan ukuran tertentu, sedangkan perkembangan tidak dapat diukur dengan suatu ukuran.
C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dipengaruhi oleh faktor genetik dan hormon, air dan nutrisi, cahaya, oksigen, suhu, kelembapan, dan pH.
- Faktor Genetik
Faktor genetik terdapat dalam gen. Gen terdapat di kromosom dalam inti sel. Gen ini mempengaruhi ukuran dan bentuk tubuh tumbuhan. Hal ini disebabkan karena gen berfungsi mengatur sintesis enzim untuk mengendalikan proses kimia dalam sel. Proses kimia dalam sel ini yang menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan tubuh tumbuhan.
- Faktor Hormon
Hormon adalah senyawa organik tumbuhan yang mampu menimbulkan respons fisiologi pada tumbuhan. Hormon tumbuhan bermacam-macam, tetapi ada lima hormon tumbuhan yang sangat penting, yaitu:
- a. Auksin
Auksin adalah hormon yang berasal dari titik tumbuh tumbuhan, seperti ujung tunas, kambium, bunga, buah, dan ujung akar. Auksin berfungsi merangsang pertumbuhan sel ujung batang, pertumbuhan akar lateral dan akar serabut, dan merangsang pembentukan bunga dan buah. Selain itu, auksin berfungsi mempercepat aktivitas pembelahan sel titik tumbuh dan menyebabkan diferensiasi sel menjadi xilem.
- b. Sitokinin
Sitokinin adalah zat tumbuh yang pertama kali ditemukan pada batang tembakau. Hormon ini memiliki beberapa fungsi, antara lain: 1) Merangsang diferensiasi sel-sel yang dihasilkan dalam meristem. 2) Menunda pengguguran dan penuaan daun.
3) Memperkecil dominasi apikal sehingga mendorong pertumbuhan tunas samping dan perluasan daun. 4) Memacu pembelahan sel dalam jaringan meristematik. 5) Merangsang pembentukan pucuk dan mampu memecah
masa istirahat biji.
- c. Giberelin
Giberelin merupakan zat tumbuh yang memiliki sifat seperti auksin. Giberelin terdapat di hampir semua bagian tanaman, seperti biji, daun muda, dan akar. Giberelin memiliki beberapa fungsi, antara lain: 1) Memacu perpanjangan secara abnormal batang utuh. 2) Mempengaruhi perkembangan bunga dan buah. 3) Mempengaruhi perkecambahan biji. 4) Merangsang pembelahan dan pemanjangan sel. Untuk tumbuhan yang kerdil, jika diberi giberelin akan tumbuh secara normal.
- d. Gas Etilen
Gas etilen dihasilkan oleh buah yang sudah tua, tetapi
masih berwarna hijau yang disimpan dalam kantung tertutup agar cepat masak. Gas etilen juga berfungsi memacu perkecambahan biji, menebalkan batang, mendorong gugurnya daun, menunda pembungaan, dan menghambat pemanjangan batang kecambah.
- e. Asam Absisat
Asam absisat adalah hormon yang menghambat pertumbuhan tumbuhan. Hormon ini sangat diperlukan tumbuhan pada saat kondisi lingkungan tidak baik. Contohnya, pada saat musim kering atau musim dingin, tumbuhan menggugurkan daunnya untuk mengurangi penguapan yang berlebihan. Hal ini dilakukan dengan cara mengatur penutupan dan pembukaan stomata, terutama pada saat kekurangan air.
- Faktor Air dan Nutrisi
Tumbuhan membutuhkan air dan nutrisi untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Nutrisi ini harus tersedia dalam jumlah cukup dan seimbang. Nutrisi diambil tumbuhan dari dalam tanah dan udara.
Unsur-unsur yang dibutuhkan tumbuhan dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu zat-zat organik dan anorganik. Zat organik, seperti C, H, O, dan N, sedangkan zat anorganik, seperti Fe, Mg, K, dan Ca. Pertumbuhan tanaman akan terganggu jika salah satu unsur yang dibutuhkan tidak terpenuhi. Misalnya, kurangnya unsur nitrogen dan fosfor pada tanaman menyebabkan tanaman menjadi kerdil. Kekurangan magnesium dan kalsium menyebabkan tanaman mengalami klorosis (daun berwarna pucat).
- Faktor Cahaya
Cahaya sangat diperlukan tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. Proses ini menghasilkan zat makanan yang diperlukan tumbuhan untuk pertumbuhannya dan untuk disimpan sebagai cadangan makanan yang bisa dikonsumsi oleh manusia dan hewan.
Efek cahaya meningkatkan kerja enzim untuk memproduksi zat metabolik untuk pembentukan klorofil. Sedangkan, pada proses fotosintesis, intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis saat berlangsung reaksi terang.
D. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan
Hewan juga mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan pada hewan adalah hasil proses pembelahan mitosis sel-sel tubuh. Hal ini menyebabkan sel membesar sehingga tubuh hewan menjadi besar dan panjang. Sedangkan, perkembangan adalah diferensiasi sel yang mengalami pembelahan menuju individu dewasa. Pertumbuhan pada hewan sering disebut juga perkembangan, yaitu perkembangan dari zigot sampai dewasa. Pertumbuhan dimulai dengan peleburan ovum (sel telur) dengan spermatozoa (sel sperma), dan dihasilkan zigot. Zigot akan bermitosis terus-menerus.
Fase-fase perkembangan zigot melalui beberapa tahap, yaitu:
- a. Stadium Morula
Pada perkembangan awal, zigot membelah menjadi 2, kemudian 4, 8, dan seterusnya membentuk suatu wujud seperti buah murbei yang disebut morula. Morula mengandung banyak sel hasil mitosis yang berkumpul menjadi satu kesatuan.
- b. Stadium Blastula
Dari morula menjadi blastula. Dalam tahap ini masih berlangsung proses pembelahan sel sehingga terbentuk suatu rongga pada bagian tengah yang disebut blastosol.
- c. Stadium Gastrula
Dari blastula menjadi gastrula. Dalam tahap ini terjadi pembentukan lubang lekukan (blastopor) yang mempunyai dua lapisan. Selanjutnya, sel-sel bagian permukaan lapisan ektoderm mengalami pelekukan ke dalam (invaginasi). Sel-sel tersebut mengisi ruang antara ektoderm dan endoderm membentuk lapisan mesoderm.
- d. Organogenesis (Pembentukan Organ)
Pada tahap ini terjadi diferensiasi (perkembangan sel-sel membentuk struktur dan fungsi khusus) dari: 1) Ektoderm menjadi kulit, sistem saraf, hidung (alat-alat indra), anus, kelenjar-kelenjar kulit, dan mulut. 2) Mesoderm menjadi tulang, otot, ginjal, jantung, pembuluh darah, dan alat kelamin. 3) Endoderm menjadi kelenjar-kelenjar yang mempunyai hubungan dengan alat pencernaan, paru-paru, dan alatalat pencernaan.
Setelah organogenesis selesai, selanjutnya penyempurnaan embrio menjadi fetus yang telah siap dilahirkan (hewan tingkat tinggi).
Pada hewan vertebrata, ada dua jenis tempat perkembangan embrio, yaitu di luar tubuh induk dan di dalam tubuh induk. Embrio tumbuh di luar tubuh induknya, misalnya pada ikan, reptil, amfibi, dan burung. Sedangkan, embrio tumbuh di dalam tubuh induknya, yaitu dalam rahim (uterus). Embrio di dalam uterus lamanya tergantung jenis hewan.
Pada serangga dan amfibi, dalam perkembangannya menjadi hewan dewasa mengalami perubahan bentuk yang berbeda dengan tahap sebelumnya. Hal ini disebut metamorfosis. Perkembangan ini terjadi mulai dari telur atau larva dan akan mencapai kematangan seksual pada saat dewasa.
Metamorfosis dibagi menjadi dua macam, metamorfosis sempurna dan tidak sempurna. Contoh metamorfosis sempurna adalah pada kupu-kupu dan katak. Sedangkan, metamorfosis tidak sempurna terjadi pada belalang.
Metamorfosis pada katak melalui beberapa fase, yaitu:
telur → berudu → katak berekor → katak dewasa
Sedangkan, metamorfosis pada belalang adalah: telur → larva → dewasa.
E. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Manusia
Manusia mengalami dua tahap pertumbuhan dan perkembangan, yaitu prakelahiran dan pascakelahiran. Berikut ini adalah uraian tentang tahapan pertumbuhan prakelahiran dan pascakelahiran pada manusia.
- Pertumbuhan Prakelahiran
Pada proses ini terjadi pembuahan antara sel telur dan sel sperma yang menghasilkan zigot, secara genetik bisa laki-laki atau perempuan. Dari satu sel tumbuh menjadi dua sel, empat sel, dan seterusnya. Sel-sel ini akan membentuk tubuh embrio dan organ internal, organ luar, sakus amnio, dan chorion.
