Perkembangbiakan tumbuhan dan hewan dapat dilakukan secara seksual dan aseksual. Artinya, berbeda dengan reproduksi manusia, tumbuhan dan hewan dapat dilakukan tanpa proses fertilisasi. Untuk lebih jelasnya, berikut adalah uraian dari perkembangbiakan aseksual dan seksual.
- Reproduksi aseksual adalah perkembangbiakan tumbuhan atau hewan tanpa melewati proses fertilisasi. Perkembangbiakan aseksual menggunakan organ tubuh ataupun bagian tubuh hewan ataupun tumbuhan (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 109).
- Sementara itu, reproduksi seksual adalah perkembangbiakan yang melalui proses fertilisasi, yaitu proses peleburan inti sel kelamin jantan (sel sperma) dan inti sel kelamin betina atau sel telur (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 109).
Seperti yang telah kita ketahui, tumbuhan merupakan salah satu wujud dari makhluk hidup yang sangat beragam hingga harus diklasifikasikan agar lebih mudah untuk dipahami dan dipelajari. Sama seperti jenis makhluk hidup yang lain, tumbuhan juga terbagi menjadi banyak jenis dan kelompok.
Oleh karena itu, beragam tumbuhan juga memiliki berbagai macam cara perkembangbiakan yang berbeda. Kita dapat mempelajari berbagai cara perkembangbiakan tumbuhan melalui pembagian kelompok besarnya.
Pembagian perkembangbiakan tumbuhan menurut kelompok besarnya meliputi tumbuhan berbiji (Spermatophyta), tumbuhan paku (Pteridophyta), dan lumut (Bryophyta). Pembahasan pada tumbuhan berbiji (Spermatophyta) dibagi menjadi tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae) dan tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae). Berikut adalah uraian cara perkembangbiakan tumbuhan berdasarkan masing-masing kelompok besarnya.
Perkembangbiakan Tumbuhan Angiospermae
Berbagai contoh dari kelompok tumbuhan Angiospermae adalah padi, jagung, rambutan, mangga, dan kelapa. Tumbuhan Angiospermae atau tumbuhan biji tertutup adalah tumbuhan yang memiliki ciri bakal biji berada dalam bakal buah (ovarium). Bakal buah adalah bagian putik yang membesar yang tersusun oleh daun buah (karpel). Tumbuhan Angiospermae mengalami perkembangbiakan vegetatif dan perkembangbiakan generatif.
Perkembangbiakan Vegetatif pada Tumbuhan Angiospermae
Perkembangbiakan vegetatif adalah perkembangbiakan tumbuhan yang dilakukan dengan menggunakan bagian tumbuhan itu sendiri. Reproduksi (perkembangbiakan) tumbuhan secara vegetatif dapat menghasilkan individu baru tanpa melibatkan proses fertilisasi (proses peleburan inti sel sperma dengan inti sel telur sehingga membentuk zigot).
Tumbuhan dapat melakukan perkembangbiakan vegetatif karena tumbuhan memiliki sel-sel yang memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel penyusun jaringan dan organ tumbuhan yang disebut sel meristem. Keturunan yang dihasilkan dari perkembangbiakan vegetatif memiliki sifat atau karakter yang sama dengan sifat induk. Perkembangbiakan vegetatif terbagi atas perkembangbiakan vegetatif alami dan perkembangbiakan vegetatif buatan.
Perkembangbiakan Vegetatif Alami
Tumbuhan dapat berkembang biak secara vegetatif dengan bantuan manusia dan tanpa bantuan manusia (secara alami). Perkembangbiakan vegetatif alami adalah perkembangbiakan vegetatif yang dilakukan oleh tumbuhan secara alami tanpa bantuan manusia (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 55). Berikut ini adalah berbagai macam cara perkembangbiakan vegetatif alami menurut Tim Kemdikbud (2017, hlm. 55-61).
1. Rhizoma
Beberapa tumbuhan berkembang biak melalui tunas pada batang yang ada di dalam tanah. Batang yang ada di dalam tanah disebut rhizoma. Beberapa contoh tumbuhan yang perkembangbiakannya dengan rhizoma adalah jahe, kunyit, lengkuas, dan temu lawak.
2. Stolon
Pada rumput dan beberapa tanaman lain, misalnya stroberi dan pegagan terdapat batang yang menjalar di atas tanah. Batang tumbuhan yang menjalar di atas tanah disebut stolon (geragih). Tunas dapat tumbuh pada buku dari stolon. Saat tunas terpisah dari tanaman induk, tunas sudah mampu tumbuh menjadi individu baru.
3. Umbi Lapis (bulbus)
Dinamakan umbi lapis karena memperlihatkan susunan berlapis-lapis yang terdiri atas daun yang menebal, lunak, dan berdaging serta batang yang berupa bagian kecil pada bagian bawah umbi lapis yang disebut dengan cakram.
Pada tumbuhan yang berkembang biak dengan umbi lapis, terdapat kuncup samping biasanya merupakan umbi lapis kecil-kecil, berkelompok di sekitar umbi induknya. Bagian ini dinamakan siung atau anak umbi lapis. Jika siung tersebut dipisahkan dari induknya, maka akan menghasilkan tumbuhan baru. Salah satu tumbuhan yang melakukan perkembangbiakan dengan umbi lapis adalah bawang merah.
4. Umbi Batang
Kentang merupakan salah satu contoh tumbuhan yang mengalami penggembungan pada batang di dalam tanah dan berisi cadangan makanan. Jika kita amati secara saksama, kita dapat melihat mata tunas atau kuncup pada permukaan kentang. Pada kondisi yang sesuai untuk pertumbuhannya dari mata tunas ini akan terbentuk tunas dan menghasilkan tumbuhan baru.
Batang yang demikian disebut dengan umbi batang. Umbi batang selain berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan juga berfungsi untuk perkembangbiakan. Tanaman ubi jalar juga dapat berkembang biak dengan menggunakan umbi batang.
5. Kuncup Adventif Daun
Pada bagian tepi daun terdapat sel yang selalu membelah (sel meristem) dan di bagian itu tumbuhan dapat membentuk kuncup. Kuncup tersebut merupakan calon tunas yang terdiri atas calon batang beserta calon daun. Kuncup yang terdapat pada tepi daun disebut kuncup adventif daun atau tunas liar pada tepi daun. Contoh tumbuhan yang berkembang biak dengan kuncup adventif daun adalah cocor bebek.
Perkembangbiakan Vegetatif Buatan
Perkembangan vegetatif dapat dilakukan dengan bantuan manusia. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan tanaman unggul seperti tanaman jeruk yang masih muda namun dapat menghasilkan lebih buah jeruk yang lebih banyak dan lebih manis. Berikut adalah berbagai perkembangbiakan vegetatif buatan menurut Tim Kemdikbud (2017, hlm. 61).
1. Cangkok
Cangkok adalah perkembangbiakan vegetatif buatan yang dilakukan dengan cara mengelupas kulit suatu batang tanaman berkayu, kemudian dibalut dengan tanah dan dibungkus dengan sabut kelapa atau plastik, sehingga tumbuh akar). Ketika bagian kulit yang terkelupas telah tumbuh akar, maka batang dapat dipotong dan ditanam di tanah dan akan menghasilkan tanaman baru.
Tanaman yang dihasilkan dari cangkok memiliki sifat seperti induk dan cepat berbuah. Namun, perakaran tanaman ini kurang kuat, tidak seperti induknya. Cangkok dapat dilakukan pada tanaman berkayu seperti mangga, rambutan, dan jeruk.
2. Merunduk
Perkembangbiakan vegetatif buatan dengan cara merunduk dapat dilakukan dengan membenamkan tangkai tanaman ke tanah, sehingga bagian yang tertanam dalam tanah tumbuh akar. Jika akar telah tumbuh, tanaman dapat dipisahkan dari induk. Merunduk dapat dilakukan pada tanaman yang memiliki cabang batang yang panjang dan lentur, misalnya bunga Alamanda.
3. Setek
Setek adalah cara perkembangbiakan vegetatif dengan memotong (memisahkan dari induk) suatu bagian tanaman dan kemudian ditanam untuk menghasilkan individu baru, misalnya untuk menanam ketela pohon dapat menggunakan batangnya atau disebut setek batang.
Tanaman cocor bebek dapat diperbanyak dengan menggunakan setek daun. Contoh lainnya adalah tanaman sukun yang dapat diperbanyak dengan menggunakan setek akar. Petani juga menggunakan teknik setek untuk menanam tebu, rumput gajah untuk pakan ternak, dan pohon seruni.
Perkembangbiakan Generatif pada Tumbuhan Angiospermae
Berbeda dengan perkembangbiakan vegetatif yang mengandalkan organ tumbuhan, perkembangbiakan generatif menggunakan sel sperma dan sel telur yang mengalami fertilisasi, sehingga terbentuk embrio yang tersimpan dalam biji.
Biji dapat tumbuh dan berkembang menjadi tumbuhan baru. Sifat dari keturunan (tumbuhan baru) dapat diperoleh dari gabungan sifat kedua induk. Hal ini yang menyebabkan sifat keturunan dari perkembangbiakan generatif bervariasi.
Perkembangbiakan generatif pada tumbuhan angiospermae terbagi menjadi penyerbukan (polinasi), pembuahan (fertilisasi), penyebaran biji, dan perkecambahan. Berikut adalah penjelasan dari masing-masing jenis perkembangbiakan generatif pada tumbuhan angiospermae.
Penyerbukan (Polinasi)
Pernyerbukan adalah proses menempelnya serbuk sari ke kepala putik. Contohnya adalah bagaimana lebah akan tertarik untuk mengambil sari makanan pada bunga yang memiliki serbuk sari. Serbuk sari akan menempel pada tubuh lebah dan ketika berpindah ke bunga lain, maka lebah itu akan menjatuhkan serbuk sari pada kepala putik bunga lain yang ia hinggapi. Saat itu terjadi, maka tanaman tersebut telah difeltrilisasi dan dapat menghasilkan keturunan atau tanaman baru.
Bermacam Cara Penyerbukan
Apakah semua bunga yang melakukan penyerbukannya selalu dibantu perantara seperti lebah? Tidak semua. Menurut Tim Kemdikbud (2017, hlm. 67) berikut adalah penjelasan macam-macam cara penyerbukan.
- Anemogami,
Penyerbukan anemogami adalah penyerbukan yang dibantu oleh angin. Contohnya adalah tanaman jagung dan padi yang memiliki bunga yang kecil dan tangkai bunga yang mudah bergoyang bila tertiup angin. - Entomogami,
adalah penyerbukan yang dilakukan melalui bantuan serangga. Serangga tertarik untuk hinggap di bunga untuk menghisap nektar yang dihasilkan oleh bunga-bunga tumbuhan seperti bunga matahari. - Ornitogami,
adalah penyerbukan yang dibantu oleh burung. Tanaman yang penyerbukannya dibantu oleh burung umumnya memiliki ukuran bunga yang besar, berwarna merah cerah, tidak berbau, menghasilkan nektar dalam jumlah cukup banyak, dan mahkota bunga berbentuk terompet, misalnya bunga cangkring atau dadap (Erythrina variegata). - Kiropterogami,
adalah penyerbukan yang dibantu oleh kelelawar. Ciri-ciri bunga yang penyerbukannya dibantu oleh kelelawar ialah menghasilkan nektar, memiliki warna yang menarik, menghasilkan bau, dan mekar pada malam hari, misalnya tanaman kaktus. - Antropogami,
adalah penyerbukan yang dibantu oleh manusia. Tanaman yang penyerbukannya dibantu oleh manusia biasanya merupakan bunga yang berumah dua, artinya dalam satu pohon hanya terdapat bunga jantan atau bunga betina saja. Contoh tanaman yang penyerbukannya antropogami meliputi anggrek, tanaman vanili dan salak. Berdasarkan asal serbuk sarinya, penyerbukan antropogami dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yakni: penyerbukan sendiri (autogami), penyerbukan tetangga (geitonogami), penyerbukan silang (allogami/xenogami), dan penyerbukan bastar (hibridogami).
Pembuahan (Fertilisasi)
Serbuk sari memiliki inti vegetatif dan inti generatif. Setelah serbuk sari melekat pada kepala putik (stigma) yang sesuai (berasal dari tumbuhan yang sejenis), serbuk sari akan menyerap air dan berkecambah membentuk buluh serbuk sari. Buluh serbuk sari tumbuh dan bergerak menuju bakal buah melalui tangkai putik.
Inti sel generatif di dalam buluh serbuk sari akan membelah menjadi dua. Dua inti sel generatif tersebut akan berkembang menjadi dua inti sel sperma. Satu inti vegetatif di dalam serbuk sari berperan menjadi penuntun gerak tumbuh buluh serbuk sari ke bakal biji.
Satu inti sel sperma membuahi inti sel telur (ovum) membentuk zigot (calon individu baru), dan satu inti sel sperma yang lain membuahi inti kandung lembaga sekunder membentuk endosperma atau cadangan makanan. Pada proses ini terjadi dua kali pembuahan sehingga disebut dengan pembuahan ganda.
Penyebaran Biji
Setelah terjadi pembuahan, bakal biji akan berkembang menjadi biji dan berjatuhan di sekitar atau dibantu oleh perantara untuk jatuh di tempat lain kemudian tumbuh menjadi keturunan baru. Pada Angiospermae biji diselubungi oleh buah yang telah berkembang dari bakal buah (ovarium). Buah juga dapat membantu dalam penyebaran biji.
Proses penyebaran biji dapat terjadi secara alami atau dengan bantuan manusia. Berikut adalah macam-macam perantara dalam proses penyebaran biji.
- Anemokori,
adalah proses penyebaran biji yang dibantu oleh angin. Ciri tumbuhan yang penyebarannya dengan cara ini adalah bijinya kecil, ringan, dan bersayap. Contohnya adalah biji bunga Dandelion. - Hidrokori,
merupakan proses penyebaran biji yang dibantu oleh air. Ciri tumbuhan yang penyebarannya dengan cara ini adalah hidupnya di dekat daerah perairan, misalnya di pantai ataupun tumbuhan yang hidup di air, contohnya adalah pohon kelapa dan bakau. - Zookori,
adalah proses penyebaran biji dengan bantuan hewan. Penyebaran ini dibagi menjadi empat, yaitu entomokori (serangga), kiropterokori (kelelawar), ornitokori (burung), dan mammokori (mamalia). - Antropokori,
merupakan proses penyebaran biji dengan bantuan manusia. Penyebaran biji antropokori dapat dilakukan dengan tidak sengaja (mudah menempel pada pakaian manusia) dan dengan sengaja. Penyebaran biji dengan sengaja sering dilakukan manusia terutama pada bidang pertanian, yaitu ketika menanam padi, jagung, dan tanaman lain.
Perkecambahan
Biji jagung dan biji kedelai yang dijual atau disimpan adalah bakal tanaman baru. Namun mengapa biji-bjij tersebut tidak tumbuh menjadi tumbuhan baru dan tetap menjadi biji? Biji yang masih belum tumbuh merupakan biji yang berada pada keadaan dormansi biji.
Dormansi adalah peristiwa pada saat biji mengalami masa istirahat. Berakhirnya masa dormansi biji adalah ketika biji mulai tumbuh menjadi tumbuhan baru yang disebut dengan tahapan perkecambahan.
Lamanya masa dormansi biji setiap jenis tumbuhan berbeda-beda. Masa dormansi biji dapat diakhiri dengan memberi perlakuan yang berbeda-beda. Namun perkecambahan berbagai macam biji dipengaruhi oleh faktor yang hampir sama.
Perkembangbiakan Tumbuhan Gymnospermae
Tumbuhan yang bijinya tidak tertutup kulit buah atau berbiji terbuka disebut tumbuhan Gymnospermae. Pohon pinus, melinjo, pohon ginkgo, dan pakis haji juga tergolong Gymnospermae.
Tumbuhan Gymnospermae tidak memiliki bunga seperti halnya tumbuhan Angiospermae. Namun, tumbuhan Gymnospermae memiliki alat perkembangbiakan generatif yang disebut strobilus atau runjung. Pada tumbuhan pinus dan melinjo terdapat dua jenis strobilus dalam satu pohon yaitu strobilus jantan dan strobilus betina.
Pada strobilus jantan terdapat mikrosporangia (ruang-ruang spora). Di dalam sporangia sel-sel akan mengalami pembelahan meiosis dan menghasilkan mikrospora (spora jantan). Mikrospora akan berkembang membentuk serbuk sari.
Serbuk sari pada tumbuhan pinus memiliki sayap. Strobilus betina tersusun dari banyak megasporofil (daun penghasil megaspora). Tiap megasporofil mengandung dua bakal biji. Tiap bakal biji mengandung megasporangium (kotak spora).
Sel dalam megasporangium akan mengalami pembelahan meiosis dan menghasilkan megaspora (spora betina). Inti megaspora akan mengalami mitosis membentuk sel telur.
Penyerbukan pada Gymnospermae terjadi jika serbuk sari menempel pada lubang bakal biji. Serbuk sari akan tertangkap oleh cairan yang terdapat di lubang bakal biji. Jika cairan menguap maka serbuk sari akan dapat masuk ke bakal biji dan terjadilah pembuahan.
Terdapat tumbuhan Gymnospermae yang dapat berkembang biak secara vegetatif seperti tumbuhan pakis haji dan pinus. Tumbuhan pinus dapat berkembang biak dengan menggunakan tunas akar. Tumbuhan pakis haji dapat berkembang biak dengan menggunakan tunas yang disebut bulbil.
Perkembangbiakan Tumbuhan Paku
Tumbuhan paku (Pteridophyta) mengalami tahap gametofit dan sporofit. Perkembangbiakan seksual terjadi pada tahap gametofit yaitu dengan dihasilkannya sel kelamin. Sel kelamin jantan dan betina yang dihasilkan akan mengalami fertilisasi. Tahapan selanjutnya ialah tahap sporofit, yaitu dimulai ketika zigot hasil fertilisasi akan tumbuh menjadi tumbuhan paku yang dapat menghasilkan spora.
Perkembangbiakan vegetatif pada tumbuhan paku dilakukan dengan rhizoma. Rhizoma dapat tumbuh ke segala arah dan membentuk koloni tumbuhan paku yang baru. Rhizoma adalah batang yang tumbuh di dalam tanah.
Perkembangbiakan Tumbuhan Lumut
Batu pada tepian kolam biasanya ditumbuhi tanaman hijau yang seolah-olah membentuk karpet. Tumbuhan hijau yang ada di atas batuan tersebut adalah lumut. Tumbuhan Lumut (Bryophyta) mengalami perkembangbiakan seksual dan aseksual pada satu kali perkembangan hidupnya.
Perkembangbiakan seksual dengan menghasilkan gamet jantan dangametbetina, yaitupada tahapgametofit.Pada tahapsporofittumbuhan lumut menghasilkan spora. Perkembangbiakan lumut secara aseksual dapat melalui gemmae dan fragmentasi.
Teknologi Perkembangbiakan pada Tumbuhan
Tumbuhan memegang peranan penting bagi manusia. Oleh sebab itu, manusia terus berusaha untuk menciptakan berbagai teknologi perkembangbiakan tumbuhan, baik dengan tujuan untuk dikonsumsi maupun menjaga kelestarian alam. Teknologi perkembangbiakan pada tumbuhan meliputi vertikultur, hidroponik, dan kultur jaringan tumbuhan.
Hidroponik
Hidroponik adalah cara penanaman tumbuhan dengan menggunakan larutan nutrisi dan mineral dalam air dan tanpa menggunakan tanah (Tim Kemdikbud, 2017, hlm. 87). Tanaman darat terutama sayuran seperti selada, timun, paprika, tomat, dan terong dapat ditanam secara langsung pada wadah yang berisi nutrisi atau dengan ditambah medium yang tak larut dalam air seperti: kerikil, arang, sekam, spons, serbuk kayu, dan lain sebagainya. Ilmuwan menemukan bahwa tumbuhan menyerap nutrisi yang penting dalam bentuk ion-ion yang terlarut dalam air.
Vertikultur
Vertikultur adalah metode budidaya tanaman dengan cara membuat instalasi secara bertingkat (vertikal) dengan tujuan untuk meningkatkan jumlah tanaman tanpa memperluas lahan. Teknik budidaya ini merupakan konsep penghijauan yang cocok untuk daerah perkotaan dan lahan terbatas.
Kultur Jaringan Tumbuhan
Kultur jaringan adalah metode pembanyakan tumbuhan dengan cara mengambil suatu bagian dari tanaman, seperti sel atau sekelompok sel, jaringan, atau organ. Bagian tanaman yang telah diambil selanjutnya ditumbuhkan dalam kondisi steril pada medium yang mengandung nutrisi dan zat pengatur tumbuh (hormon). Bagian tanaman akan dapat memperbanyak diri dan berkembang menjadi tanaman yang memiliki organ lengkap yaitu akar, batang, dan daun.
Banyak jenis tumbuhan dapat dikembangbiakkan menggunakan metode ini. Namun, tiap-tiap tumbuhan memerlukan perlakuan khusus agar dapat tumbuh dan berkembang dengan baik.
Referensi
- Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam SMP/MTs Kelas IX. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.