PROSES PEMBUAHAN PADA TUMBUHAN DAN HEWAN
Pembuahan Ganda Terjadi pada tumbuhan Angiospermae atau tumbuhan berbiji tertutup.
Perkembangan serbuk sari.
Serbuk sari yang jatuh di kepala putih terdiri atas satu sel dengan dua dinding pembungkus, yaitu: eksin (selaput luar) dan intin (selaput dalam). Eksin pecah, kemudian intin tumbuh memanjang membuat buluh serbuk sari. Buluh serbuk sari ini akan tumbuh menuju ke ruang bakal biji. Bersamaan dengan ini inti sel serbuk sari membelah menjadi 2, yang besar didepan adalah inti vegetatif sebagai penunjuk jalan, dan yang kecil di belakang adalah inti generatif. Inti generatif membelah lagi menjadi dua inti generatif atau spermatozoid, yaitu inti generatif 1 dan inti generatif 2.
Pembentukan sel telur.
Bersamaan dengan perkembangan serbuk sari dalam buluh serbuk sari, di dalam ruang bakal biji sel induk megaspora (megasporosit/makrosporosit) membelah secara meiosis menjadi 4 sel. Tiga di antaranya mati dan yang satu tumbuh menjadi sel
megaspora/makrospora (inti kandung lembaga primer). Inti sel megaspora ini selanjutnya membelah mitosis 3x, sehingga terbentuklah 8 inti. Ke-8 inti tersebut kemudian masing-masing akan terbungkus membran sehingga menjadi sel yang terpisah. Karena itu sel-sel di dalam bakal biji sering disebut multigamet. Langkah berikutnya, 8 sel tersebut membentuk formasi di dalam bakal biji. Tiga sel menempatkan diri di bagian atas bakal biji disebut antipoda. Yang di bagian bawah dekat mikrofil, 3 sel menempatkan diri berdekatan. Yang tengah adalah ovum, sedang mengapitnya sebelah kanan dan kiri adalah sinergid. Dua sel yang tersisa bergerak ke tengah bakal biji dan bersatu melebur membentuk inti kandung lembaga sekunder sehingga menjadi sel yang diploid (2n).
Jika terjadi pembuahan inti generatif 1 membuahi ovum membentuk zigot, sedang inti generatif 2 membuahi inti kandung lembaga sekunder menghasilkan endosperm (3n) sebagai cadangan makanan untuk zigot. Inilah yang dinamakan pembuahan ganda. Sementara itu inti vegetatif akan mati setelah sampai di bakal biji.
inti generatif 1 (n) + ovum (n) —–> zigot (2n)
inti generatif 2 (n) + inti kandung lembaga sekunder (2n) —–> endosperm (3n)
Masuknya inti generatif ke dalam ruang bakal biji ada beberapa cara, yaitu:
Porogami : bila dalam pembuahan masuknya spermatozoid melalui mikrofil.
Aporogami : bila masuknya spermatozoid tidak melalui mikrofil. Bila masuknya
spermatozoid melalui kalaza, maka disebut kalazogami.
Embrio pada tumbuhan berbiji dapat terjadi karena:
Amfiksis (amfmiksis), yaitu terjadinya embrio melalui peleburan antara ovum dan sel spermatozoid.
Apomiksis,embrio terjadi bukan dari peleburan sel telur dengan sel spermatozoid. \
Apomiksis dapat terjadi karena: Partenogenesis, yaitu pembentukan embrio dari sel telur tanpa adanya pembuahan. Apogami, yaitu embrio yang terjadi dari bagian lain dari kandung lembaga tanpa adanya pembuahan, misalnya dari sinergid atau antipoda. Embrioni adventif, yaitu embrio yang terjadi dari selain kandung lembaga. Misalnya, dari sel nuselus. Terjadinya amfimiksis dan apomiksis secara bersama-sama menyebabkan terdapatnya lebih dari satu embrio dalam satu biji. Peristiwa ini disebut poliembrioni. Poliembrioni sering dijumpai pada jeruk, mangga, nangka, dan sebagainya.
Contoh proses pembuahan tunggal pada tumbuhan dapat dilihat pada Pinus (Gymnospermae).
PENGERTIAN PEMBUAHAN
Pembuahan atau fertilisasi (singami) adalah peleburan dua gamet yang dapat berupa nukleus atau sel-sel bernukleus untuk membentuk sel tunggal (zigot) atau peleburan nukleus. Biasanya melibatkan penggabungan sitoplasma (plasmogami) dan penyatuan bahan nukleus (kariogami). Dengan meiosis, zigot itu membentuk ciri fundamental dari kebanyakan siklus seksual eukariota, dan pada dasarnya gamet-gamet yang melebur adalah haploid. Bilamana keduanya motil seperti pada tumbuhan, maka fertilisasi itu disebut isogami, bilamana berbeda dalam ukuran tetapi serupa dalam bentuk maka disebut anisogami, bila satu tidak motil (dan biasanya lebih besar) dinamakan oogami. Hal ini merupakan cara khas pada beberapa tumbuhan, hewan, dan sebagian besar jamur. Pada sebagian gimnofita dan semua antofita, gametnya tidak berflagel, dan polen tube terlibat dalam proses fertilisasi.
1. FERTILISASI PADA HEWAN
fertilisasi hewan ada 2 antara lain
- Fertilisasi eksternal (khas pada hewan-hewan akuatik): gamet-gametnya dikeluarkan dari dalam tubuhnya sebelum fertilisasi.
- Fertilisasi internal (khas untuk adaptasi dengan kehidupan di darat): sperma dimasukkan ke dalam daerah reproduksi betina yang kemudian disusul dengan fertilisasi. Setelah pembuahan, telur itu membentuk membran fertilisasi untuk merintangi pemasukan sperma lebih lanjut. Kadang-kadang sperma itu diperlukan hanya untuk mengaktivasi telur.
Setelah fertilisasi internal, ada tiga cara perkembangan embrio dan
kelahiran keturunannya, yaitu dengan cara ovipar, vivipar dan
ovovivipar.
1. Ovipar (Bertelur)
Ovipar
merupakan embrio yang berkembang dalam telur dan dilindungi oleh
cangkang. Embrio mendapat makanan dari cadangan makanan yang ada di
dalam telur. Telur dikeluarkan dari tubuh induk betina lalu dierami
hingga menetas menjadi anak. Ovipar terjadi pada burung dan beberapa
jenis reptil.
2. Vivipar (Beranak)
Vivipar
merupakan embrio yang berkembang dan mendapatkan makanan dari dalam
uterus (rahim) induk betina. Setelah anak siap untuk dilahirkan, anak
akan dikeluarkan dari vagina induk betinanya. Contoh hewan vivipar
adalah kelompok mamalia (hewan yang menyusui), misalnya kelinci dan
kucing.
3. Ovovivipar (Bertelur dan Beranak)
Ovovivipar
merupakan embrio yang berkembang di dalam telur, tetapi telur tersebut
masih tersimpan di dalam tubuh induk betina. Embrio mendapat makanan
dari cadangan makanan yang berada di dalam telur. Setelah cukup umur,
telur akan pecah di dalam tubuh induknya dan anak akan keluar dari
vagina induk betinanya. Contoh hewan ovovivipar adalah kelompok reptil
(kadal) dan ikan hiu.
1.Reproduksi Ikan
Ikan
merupakan kelompok hewan ovipar, ikan betina dan ikan jantan tidak
memiliki alat kelamin luar. Ikan betina tidak mengeluarkan telur yang
bercangkang, namun mengeluarkan ovum yang tidak akan berkembang lebih
lanjut apabila tidak dibuahi oleh sperma. Ovum tersebut dikeluarkan dari
ovarium melalui oviduk dan dikeluarkan melalui kloaka. Saat akan
bertelur, ikan betina mencari tempat yang rimbun olehtumbuhan air atau
diantara bebatuan di dalam air.
Bersamaan dengan itu, ikan
jantan juga mengeluarkan sperma dar testis yang disalurkan melalui
saluran urogenital (saluran kemih sekaligus saluran sperma) dan keluar
melalui kloaka, sehingga terjadifertilisasi di dalam air (fertilisasi
eksternal). Peristiwa ini terus berlangsung sampai ratusan ovum yang
dibuahi melekat pada tumbuhan air atau pada celah-celah batu.
Telur-telur yang telah dibuahi tampak seperti bulatan-bulatan kecil berwarna putih. Telur-telur ini akan menetas dalam waktu 24 – 40 jam. Anak ikan yang baru menetas akan mendapat makanan pertamanya dari sisa kuning telurnya, yang tampak seperti gumpalan di dalam perutnya yang masih jernih. Dari sedemikian banyaknya anak ikan, hanya beberapa saja yang dapat bertahan hidup.
Telur-telur yang telah dibuahi tampak seperti bulatan-bulatan kecil berwarna putih. Telur-telur ini akan menetas dalam waktu 24 – 40 jam. Anak ikan yang baru menetas akan mendapat makanan pertamanya dari sisa kuning telurnya, yang tampak seperti gumpalan di dalam perutnya yang masih jernih. Dari sedemikian banyaknya anak ikan, hanya beberapa saja yang dapat bertahan hidup.
reproduksi pada hewan |
2.Reproduksi Amfibi (Amphibia)
Kelompok
amfibi, misalnya katak, merupakan jenis hewan ovipar. Katak jantan dan
katak betina tidak memiliki alat kelamin luar. Pembuahan katak terjadi
di luar tubuh. Pada saat kawin, katak jantan dan katak betina akan
melakukan ampleksus, yaitu katak jantan akan menempel pada punggung
katak betina dan menekan perut katak betina. Kemudian katak betina akan
mengeluarkan ovum ke dalam air. Setiap ovum yang dikeluarkan diselaputi
oleh selaput telur (membran vitelin). Sebelumnya, ovum katak yang telah
matang dan berjumlah sepasang ditampung oleh suatu corong. Perjalanan
ovum dilanjutkan melalui oviduk.
Dekat pangkal oviduk pada katak
betina dewasa, terdapat saluran yang menggembung yang disebut kantung
telur (uterus). Oviduk katak betina terpisah dengan ureter. Oviduk nya
berkelok-kelok dan bermuara di kloaka.
Segera setelah katak
betina mengeluarkan ovum, katak jantan juga akan menyusul mengeluarkan
sperma. Sperma dihasilkan oleh testis yang berjumlah sepasang dan
disalurkan ke dalam vas deferens. Vas deferens katak jantan bersatu
dengan ureter. Dari vas deferens sperma lalu bermura di kloaka. Setelah
terjadi fertilisasi eksternal, ovum akan diselimuti cairan kental
sehingga kelompok telur tersebut berbentuk gumpalan telur.
Gumpalan telur yang telah dibuahi kemudian berkembang menjadi berudu. Berudu awal yang keluar dari gumpalan telur bernapas dengan insang dan melekat pada tumbuhan air dengan alat hisap.
Gumpalan telur yang telah dibuahi kemudian berkembang menjadi berudu. Berudu awal yang keluar dari gumpalan telur bernapas dengan insang dan melekat pada tumbuhan air dengan alat hisap.
Makanannya berupa
fitoplankton sehingga berudu tahap awal merupakan herbivora. Berudu awal
kemudian berkembang dari herbivora menjadi karnivora atau insektivora
(pemakan serangga). Bersamaan dengan itu mulai terbentuk lubang hidung
dan paru-paru, serta celah-celah insang mulai tertutup. Selanjutnya
celah insang digantikan dengan anggota gerak depan.
Setelah 3
bulan sejak terjadi fertilisasi, mulailah terjadi metamorfosis. Anggota
gerak depan menjadi sempurna. Anak katak mulai berani mucul ke permukaan
air, sehingga paru-parunya mulai berfungsi. Pada saat itu, anak katak
bernapas dengan dua organ, yaitu insang dan paru-paru. Kelak fungsi
insang berkurang dan menghilang, sedangkan ekor makin memendek hingga
akhirnya lenyap. Pada saat itulah metamorfosis katak selesai.
reproduksi amfibia |
3.Reproduksi Reptil (Reptilia)
Kelompok
reptil seperti kadal, ular dan kura-kura merupakan hewan-hewan yang
fertilisasinya terjadi di dalam tubuh (fertilisasi internal). Umumnya
reptil bersifat ovipar, namun ada juga reptil yang bersifat ovovivipar,
seperti ular garter dan kadal. Telur ular garter atau kadal akan menetas
di dalam tubuh induk betinanya. Namun makanannya diperoleh dari
cadangan makanan yang ada dalam telur. Reptil betina menghasilkan ovum
di dalam ovarium. Ovum kemudian bergerak di sepanjang oviduk menuju
kloaka. Reptil jantan menghasilkan sperma di dalam testis. Sperma
bergerak di sepanjang saluran yang langsung berhubungan dengan testis,
yaitu epididimis. Dari epididimis sperma bergerak menuju vas deferens
dan berakhir di hemipenis. Hemipenis merupakan dua penis yang
dihubungkan oleh satu testis yang dapat dibolak-balik seperti jari-jari
pada sarung tangan karet. Pada saat kelompok hewan reptil mengadakan
kopulasi, hanya satu hemipenis saja yang dimasukkan ke dalam saluran
kelamin betina.
Ovum reptil betina yang telah dibuahi sperma
akan melalui oviduk dan pada saat melalui oviduk, ovum yang telah
dibuahi akan dikelilingi oleh cangkang yang tahan air. Hal ini akan
mengatasi persoalan setelah telur diletakkan dalam lingkungan basah.
Pada kebanyakan jenis reptil, telur ditanam dalam tempat yang hangat dan
ditinggalkan oleh induknya. Dalam telur terdapat persediaan kuning
telur yang berlimpah.
Hewan reptil seperti kadal, iguana laut,
beberapa ular dan kura-kura serta berbagai jenis buaya melewatkan
sebagian besar hidupnya di dalam air. Namun mereka akan kembali ke
daratan ketika meletakkan telurnya.
reproduksi reptil |
4.Reproduksi Burung (Aves)
Kelompok burung merupakan hewan ovipar. Walaupun kelompok buruk tidak memiliki alat kelamin luar, fertilisasi tetap terjadi di dalam tubuh. Hal ini dilakukan dengan cara saling menempelkan kloaka.
Kelompok burung merupakan hewan ovipar. Walaupun kelompok buruk tidak memiliki alat kelamin luar, fertilisasi tetap terjadi di dalam tubuh. Hal ini dilakukan dengan cara saling menempelkan kloaka.
Pada burung
betina hanya ada satu ovarium, yaitu ovarium kiri. Ovarium kanan tidak
tumbuh sempurna dan tetap kecil yang disebut rudimenter. Ovarium
dilekati oleh suatu corong penerima ovum yang dilanjutkan oleh oviduk.
Ujung oviduk membesar menjadi uterus yang bermuara pada kloaka. Pada
burung jantan terdapat sepasang testis yang berhimpit dengan ureter dan
bermuara di kloaka.
Fertilisasi akan berlangsung di daerah ujung
oviduk pada saat sperma masuk ke dalam oviduk. Ovum yang telah dibuahi
akan bergerak mendekati kloaka. Saat perjalanan menuju kloaka di daerah
oviduk, ovum yang telah dibuahi sperma akan dikelilingi oleh materi
cangkang berupa zat kapur.
Telur dapat menetas apabila dierami
oleh induknya. Suhu tubuh induk akan membantu pertumbuhan embrio menjadi
anak burung. Anak burung menetas dengan memecah kulit telur dengan
menggunakan paruhnya. Anak burung yang baru menetas masih tertutup
matanya dan belum dapat mencari makan sendiri, serta perlu dibesarkan
dalam sarang.
reproduksi burung |
5.Reproduksi Mamalia (Mammalia)
Semua
jenis mamalia, misalnya sapi, kambing dan marmut merupakan hewan
vivipar (kecuali Platypus). Mamalia jantan dan betina memiliki alat
kelamin luar, sehingga pembuahannya bersifat internal. Sebelum terjadi
pembuahan internal, mamalia jantan mengawini mamalia betina dengan cara
memasukkan alat kelamin jantan (penis) ke dalam liang alat kelamin
betina (vagina).
reproduksi mamalia |
2.FERTILISASI PADA TUMBUHAN
Setelah terjadinya penyerbukan, inti
generatif serbuksari akan membelah menjadi dua sel sperma (gamet jantan). Satu
sperma membuahi sel telur untuk membentuk zigot. Sperma yang lain menyatu
dengan kedua inti sel yang terdapat di tengah kantung embrio untuk membentuk
endosperma. Penyatuan dua sperma dengan sel-sel yang berbeda dalamkantung
embrio disebut
pembuahan ganda. Setelah fertilisasi ganda, bakal biji akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi buah.
pembuahan ganda. Setelah fertilisasi ganda, bakal biji akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi biji dan bakal buah akan berkembang menjadi buah.
1. Struktur Biji
Embrio dikelilingi oleh kotiledon dan
endosperma yang merupakan persediaan makanan. Embrio dan persediaan makanannya
terbungkus oleh selaput biji. Bila kita membuka biji kacang (dikotil), terlihat
bahwa embrio melekat pada kotiledon. Di bawah titik pelekatan embrio dan kotiledon,
terdapat sumbu embrionik yang disebut hipokotil. Di bawah hipokotil,terdapat
radikula yang merupakan bakal akar. Bagian sumbu embrionik diatas kotiledon
adalah epikotil. Pada ujungnya terdapat plumula yang merupakan bakal daun. Pada
biji kacang-kacangan, kotiledon berdaging sebelum biji berkecambah. Namun,
kotiledon biji jarak sangat tipis dan mempertahankan persediaan makanannya di
endosperma. Kotiledon iniakan menyerap zat-zat makanan dari endosperma dan
memindahkannya ke embrio ketika biji jarak mulai berkecambah. Anggota famili
rumputrumputan memiliki kotiledon khusus yang disebut skutelum. Skutelum akan
menyerap zat-zat makanan dari endosperma selama perkecambahan. Embrio biji
rumput-rumputan terbungkus oleh lapisan koleorhiza dan koleoptil. Koleorhiza
melindungi akar dan koleoptil melindungi tunas embrionik.
2. Perkecambahan
Biji
Perkecambahan
biji bergantung pada imbibisi. Imbibisi merupakan penyerapan air oleh biji. Air
yang berimbibisi menyebabkan biji mengembang, memecahkan kulit biji, dan memicu
perubahan metabolic pada embrio yang menyebabkan biji tersebut melanjutkan
pertumbuhannya. Zat-zat makanan dipindahkan dari endosperma atau kotiledon ke bagian embrio yang sedang tumbuh. Organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah
dinamakan radikula (bakal akar). Pada tanaman buncis, hipokotil akan tumbuh dan mendorong epikotil dan kotiledon ke atas permukaan tanah. Selanjutnya plumula yang terletak di ujung epikotil, akan berkembang menjadi daun pertama. Daun ini terus tumbuh dan berkembang menjadi hijau dan mulai berfotosintesis. Kotiledon akan layu dan rontok dari biji karena cadangan makanannya telah dihabiskan oleh embrio yang berkecambah. Perkecambahan biji yang disebabkan oleh pertumbuhan hipokotil yang mendorong kotiledon dan epikotil ke atas permukaan tanah ini disebut tipe perkecambahan epigeal. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan.
pertumbuhannya. Zat-zat makanan dipindahkan dari endosperma atau kotiledon ke bagian embrio yang sedang tumbuh. Organ pertama yang muncul dari biji yang berkecambah
dinamakan radikula (bakal akar). Pada tanaman buncis, hipokotil akan tumbuh dan mendorong epikotil dan kotiledon ke atas permukaan tanah. Selanjutnya plumula yang terletak di ujung epikotil, akan berkembang menjadi daun pertama. Daun ini terus tumbuh dan berkembang menjadi hijau dan mulai berfotosintesis. Kotiledon akan layu dan rontok dari biji karena cadangan makanannya telah dihabiskan oleh embrio yang berkecambah. Perkecambahan biji yang disebabkan oleh pertumbuhan hipokotil yang mendorong kotiledon dan epikotil ke atas permukaan tanah ini disebut tipe perkecambahan epigeal. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan.
a. Faktor
internal
1.)
Gen
Ukuran, bentuk, dan kecepatan tumbuh dikendalikan oleh gen-gen yang terdapat di dalam kromosom. Gen-gen tersebut diariskan dari induk tumbuhan kepada keturunannya. Gen-gen tersebut akan mengatur pola dan kecepatan pertumbuhan dan perkembangantumbuhan.
Ukuran, bentuk, dan kecepatan tumbuh dikendalikan oleh gen-gen yang terdapat di dalam kromosom. Gen-gen tersebut diariskan dari induk tumbuhan kepada keturunannya. Gen-gen tersebut akan mengatur pola dan kecepatan pertumbuhan dan perkembangantumbuhan.
2.)
Hormon
Hormon merupakan senyawa organic yang mengatur pertumbuhan tumbuhan. Hormon juga dikenal sebagai zat tumbuh. Ada lima hormone tumbuhan, yaitu auksin, giberalin, sitokinin, asam absisat, dan etilen.
a. Auksin
Hormon merupakan senyawa organic yang mengatur pertumbuhan tumbuhan. Hormon juga dikenal sebagai zat tumbuh. Ada lima hormone tumbuhan, yaitu auksin, giberalin, sitokinin, asam absisat, dan etilen.
a. Auksin
Auksin, terdapat di embrio biji,
meristem apical, dan daun-daunmuda. Berfungsi untuk merangsang pemanjangan batang; pertumbuhan,
diferensiasi, dan percabangan akar; dominansi apical; dan merangsang
pembentukan bunga dan buah. Auksin yang terdapat pada ujung batang
(meristem apikal) dapat menghambat pertumbuhan tunas cabang. Keadaan ini
disebut dominansi apikal. Karena itu, tumbuhan dapat tumbuh lurus dan
tinggi.
b. Giberelin
b. Giberelin
Giberelin, terdapat pada meristem
apikal akar, meristem apicalbatang, dan daun. Giberelin berperan dalam
mempercepatperkecambahan biji dan tunas; pemanjangan batang; pertumbuhan
raksasa; terbentuknya buah yang besar dan tidak berbiji; dan merangsang perbungaan.
c. Sitokinin
c. Sitokinin
Sitokinin, dihasilkan pada bagian akar
dan diangkut ke organlainnya.
Sitokinin berperan dalam:
· pertumbuhan akar.
· merangsang pembelahan dan
pertumbuhan sel.
· menghambat penuaan;
menghambat dominasi apikal
· mengatur pembentukan bunga
dan buah.
d. Asam
absisat
Asam abisat, terdapat pada daun,
batang, akar, dan buah. Asam absisat berperan dalam menghambat
pertumbuhan ketika keadaan lingkungan tidak memungkinkan (cekaman lingkungan).
e. Etilen
e. Etilen
Etilen, terdapat pada buah yang matang,
batang, daun, dan bunga yang sudah tua. Etilen berperan dalam pematangan
buah dan pengguguran daun dan bunga.
b. Faktor
eksternal Pembuahan Pada Tumbuhan
1.)
Air dan mineral
Tumbuhan memerlukan air dan mineral untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Air dan mineral diserap dari dalam tanah oleh akar. Air berfungsi sebagai pelarut dan untuk fotosintesis. Mineral seperti karbon, nitrogen, fosfat, kalsium, dan magnesium berguna sebagai bahan pembangun tubuh tumbuhan.
2.) Kelembapan
Kelembapan menunjukkan kandungan air di tanah dan udara. Bila kelembapan rendah, transpirasi akan meningkat sehingga penyerapan air dan mineral semakin banyak. Keadaanini dapat memacu laju pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
3.) Cahaya
Cahaya matahari sangat diperlukan dalam proses fotosintesis. Proses ini menghasilkan makanan yang dapat digunakan untuk mendapatkan energi dan membangun tubuh.
4. Metagenesis
Siklus hidup tumbuhan memperlihatkan suatu pergiliran keturunan (metagenesis). Pergiliran keturunan meliputi fase gametofit dan sporofit. Fase gametofit atau fase generatif merupakan tahap menghasilkan gamet
haploid. Fase sporofit atau fase vegetatif merupakan tahap menghasilkan spora. Gametofit menghasilkan gamet haploid yang menyatu membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi sporofit diploid. Pembelahan sporofit, menghasilkan spora yang menghasilkan generasi gametofit berikutnya. Tumbuhan lumut dan paku mengalami pergiliran keturunan. Pada
tumbuhan lumut, gametofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati. Sedangkan pada tumbuhan paku, sporofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati.
Tumbuhan memerlukan air dan mineral untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Air dan mineral diserap dari dalam tanah oleh akar. Air berfungsi sebagai pelarut dan untuk fotosintesis. Mineral seperti karbon, nitrogen, fosfat, kalsium, dan magnesium berguna sebagai bahan pembangun tubuh tumbuhan.
2.) Kelembapan
Kelembapan menunjukkan kandungan air di tanah dan udara. Bila kelembapan rendah, transpirasi akan meningkat sehingga penyerapan air dan mineral semakin banyak. Keadaanini dapat memacu laju pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
3.) Cahaya
Cahaya matahari sangat diperlukan dalam proses fotosintesis. Proses ini menghasilkan makanan yang dapat digunakan untuk mendapatkan energi dan membangun tubuh.
4. Metagenesis
Siklus hidup tumbuhan memperlihatkan suatu pergiliran keturunan (metagenesis). Pergiliran keturunan meliputi fase gametofit dan sporofit. Fase gametofit atau fase generatif merupakan tahap menghasilkan gamet
haploid. Fase sporofit atau fase vegetatif merupakan tahap menghasilkan spora. Gametofit menghasilkan gamet haploid yang menyatu membentuk zigot. Zigot berkembang menjadi sporofit diploid. Pembelahan sporofit, menghasilkan spora yang menghasilkan generasi gametofit berikutnya. Tumbuhan lumut dan paku mengalami pergiliran keturunan. Pada
tumbuhan lumut, gametofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati. Sedangkan pada tumbuhan paku, sporofit merupakan tahapan dominant dan dapat diamati.
Proses Penyerbukan
dan Pembuahan Tumbuhan
Penyerbukan
merupakan:
- pengangkutan serbuk sari (pollen)
dari kepala sari (anthera) ke putik (pistillum)
- peristiwa jatuhnya serbuk sari (pollen)
di atas kepala putik (stigma)
Macam penyerbukan di alam Pada Tumbuhan
1. Penyerbukan tertutup (kleistogami)
Terjadi
jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Dapat ddisebabkan
oleh :
· Putik dan serbuk sari masak
sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar)
· Konstruksi bunga menghalangi
terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak
besar dan menutup. Contoh : familia Papilionaceae
2. Penyerbukan terbuka (kasmogami)
Terjadi
jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda. Hal ini dapat
terjadi jika putik dan serbuk sari masak setelah terjadinya anthesis (bunga
mekar)
Beberapa
tipe penyerbukan terbuka yang mungkin terjadi :
a. Autogamie: putik
diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama
b. Geitonogamie: putik
diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yg berbeda, dalam pohon yg sama
c. Allogamie (Silang):
putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg sejenis
d. Xenogamie (asing): putik
diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg tidak sejenis
Beberapa
tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka :
a. Dikogami
Putik
dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.
· Protandri : benang sari lebih dahulu
masak daripada putik
· Protogini : putik lebih dahulu
masak daripada benang sari
b. Herkogami
Bunga yang berbentuk sedemikian rupa
hingga penyerbukan sendiri tidak dapat terjadi. Misal Panili yang memiliki
kepala putik yang tertutup selaput (rostellum).
c. Heterostili
Bunga memiliki tangkai putik (stylus)
dan tangkai sari (filamentum) yg tidak sama panjangnya
· tangkai putik pendek
(microstylus) dan tangkai sari panjang
· tangkai putik panjang
(macrostylus) dan tangkai sari pendek
d. Tipe bunga yang
penyerbukannya membutuhkan bantuan agen pembantu penyerbukan
(pollinator); meliputi:
§ Anemofili (bunga
yang penyerbukannya dibantu oleh angin)
§ Entomofili (bunga
yang penyerbukannya dibantu oleh serangga)
§ Ornitofili (bunga
yang penyerbukannya dibantu oleh burung)
§ Kiropterofili (bunga
yang penyerbukannya dibantu oleh kelelawar)
SISTEM REPRODUKSI
Pada Tumbuhan
Pada
tumbuhan berbiji dikenal ada dua macam pembuahan, yaitu pembuahan tunggal pada
Gymnospermae, dan pembuahan ganda pada Angiospermae.
Reproduksi generatif pada tumbuhan biji
terjadi melalui pertemuan serbuk sari dan ovum. Pada tumbuhan brbiji sampainya
serbuk sari ke kepala putik dapat melalui beberapa perantara, yaitu angin
(anemogami), air(hidrogami), hewan(zoidogami), dan manusia(antropogami).
Berdasarkan asal serbuksari, penyerbukan dibedakan menjadi penyerbukan
sendiri(autogami), penyerbukan tetangga(geitonogami), penyerbukan
silang(alogami), dan penyerbukan bastar.
Pada gymnosparmae jarak antara penyerbukan dan pembuahan memerlukan waktu yang lama dan pembuahanya disebut pembuahan tunggalkarena hanya sekali pembuahan yaitu sel telur dengan spematozoid. Jarak antara penyerbukan dan pembuahan pada angiosparmae relatif pendek dan pembuahanya disebut pembuahan ganda, karena terjadi dua kali pembuahan, yaitu sel telur dan spermatozoid menghasilkan zigot dan inti kantung lembaga sekunder dengan spermatozoit menghasilkan sperma.
Pada gymnosparmae jarak antara penyerbukan dan pembuahan memerlukan waktu yang lama dan pembuahanya disebut pembuahan tunggalkarena hanya sekali pembuahan yaitu sel telur dengan spematozoid. Jarak antara penyerbukan dan pembuahan pada angiosparmae relatif pendek dan pembuahanya disebut pembuahan ganda, karena terjadi dua kali pembuahan, yaitu sel telur dan spermatozoid menghasilkan zigot dan inti kantung lembaga sekunder dengan spermatozoit menghasilkan sperma.
Pembuahan Tumbuhan
|
PEMBUAHAN GANDA
Tumbuhan
Pembuahan Ganda Terjadi pada tumbuhan Angiospermae atau tumbuhan berbiji tertutup.
Perkembangan serbuk sari.
Serbuk sari yang jatuh di kepala putih terdiri atas satu sel dengan dua dinding pembungkus, yaitu: eksin (selaput luar) dan intin (selaput dalam). Eksin pecah, kemudian intin tumbuh memanjang membuat buluh serbuk sari. Buluh serbuk sari ini akan tumbuh menuju ke ruang bakal biji. Bersamaan dengan ini inti sel serbuk sari membelah menjadi 2, yang besar didepan adalah inti vegetatif sebagai penunjuk jalan, dan yang kecil di belakang adalah inti generatif. Inti generatif membelah lagi menjadi dua inti generatif atau spermatozoid, yaitu inti generatif 1 dan inti generatif 2.
Pembentukan sel telur.
Bersamaan dengan perkembangan serbuk sari dalam buluh serbuk sari, di dalam ruang bakal biji sel induk megaspora (megasporosit/makrosporosit) membelah secara meiosis menjadi 4 sel. Tiga di antaranya mati dan yang satu tumbuh menjadi sel
megaspora/makrospora (inti kandung lembaga primer). Inti sel megaspora ini selanjutnya membelah mitosis 3x, sehingga terbentuklah 8 inti. Ke-8 inti tersebut kemudian masing-masing akan terbungkus membran sehingga menjadi sel yang terpisah. Karena itu sel-sel di dalam bakal biji sering disebut multigamet. Langkah berikutnya, 8 sel tersebut membentuk formasi di dalam bakal biji. Tiga sel menempatkan diri di bagian atas bakal biji disebut antipoda. Yang di bagian bawah dekat mikrofil, 3 sel menempatkan diri berdekatan. Yang tengah adalah ovum, sedang mengapitnya sebelah kanan dan kiri adalah sinergid. Dua sel yang tersisa bergerak ke tengah bakal biji dan bersatu melebur membentuk inti kandung lembaga sekunder sehingga menjadi sel yang diploid (2n).
Jika terjadi pembuahan inti generatif 1 membuahi ovum membentuk zigot, sedang inti generatif 2 membuahi inti kandung lembaga sekunder menghasilkan endosperm (3n) sebagai cadangan makanan untuk zigot. Inilah yang dinamakan pembuahan ganda. Sementara itu inti vegetatif akan mati setelah sampai di bakal biji.
inti generatif 1 (n) + ovum (n) —–> zigot (2n)
inti generatif 2 (n) + inti kandung lembaga sekunder (2n) —–> endosperm (3n)
Masuknya inti generatif ke dalam ruang bakal biji ada beberapa cara, yaitu:
Porogami : bila dalam pembuahan masuknya spermatozoid melalui mikrofil.
Aporogami : bila masuknya spermatozoid tidak melalui mikrofil. Bila masuknya
spermatozoid melalui kalaza, maka disebut kalazogami.
Embrio pada tumbuhan berbiji dapat terjadi karena:
Amfiksis (amfmiksis), yaitu terjadinya embrio melalui peleburan antara ovum dan sel spermatozoid.
Apomiksis,embrio terjadi bukan dari peleburan sel telur dengan sel spermatozoid. \
Apomiksis dapat terjadi karena: Partenogenesis, yaitu pembentukan embrio dari sel telur tanpa adanya pembuahan. Apogami, yaitu embrio yang terjadi dari bagian lain dari kandung lembaga tanpa adanya pembuahan, misalnya dari sinergid atau antipoda. Embrioni adventif, yaitu embrio yang terjadi dari selain kandung lembaga. Misalnya, dari sel nuselus. Terjadinya amfimiksis dan apomiksis secara bersama-sama menyebabkan terdapatnya lebih dari satu embrio dalam satu biji. Peristiwa ini disebut poliembrioni. Poliembrioni sering dijumpai pada jeruk, mangga, nangka, dan sebagainya.
PEMBUAHAN TUNGGAL Pada Tumbuhan
Contoh proses pembuahan tunggal pada tumbuhan dapat dilihat pada Pinus (Gymnospermae).
Pembuahan Tunggal
hanya Terjadi pada tumbuhan Gymnospermae atau tumbuhan berbiji terbuka. Serbuk
sari akan sampai pada tetes penyerbukan, kemudian dengan mengeringnya tetes
penyerbukan, serbuk sari yang telah jatuh di dalamnya akan diserap masuk ke
ruang serbuk sari melalui mikrofil. Serbuk sari ini sesungguhnya terdiri atas
dua sel, yaitu sel generatif atau yang kecil dan sel vegetatif yang besar,
hampir menyelubungi sel generatif. Serbuk sari ini kemudian tumbuh membentuk
buluh serbuk sari, yang kemudian bergerak ke ruang arkegonium. Karena
pembentukan buluh serbuk sari maka sel-sel yang terdapat di antara ruang serbuk
sari dan ruang arkegonium terdesak ke samping akan terlarut. Sementara itu di
dalam buluh ini sel generatif membelah menjadi dua dan menghasilkan sel dinding
atau sel dislokator, dan sel spermatogen atau calon spermatozoid. Sel
spermatogen kemudian membelah menjadi dua sel permatozoid.
Setelah sampai di ruang arkegonium, sel vegetatif lenyap, dan kedua sel spermatozoid lepas ke dalam ruang arkegonium yang berisi cairan, sehingga spermatozoid dapat berenang di dalamnya. Pada ruang arkegonium terdapat sejumlah sel telur yang besar. Tiap sel telur bersatu dengan satu spermatozoid, sehingga pembuahan pada Gymnospermae selalu mengasilkan zigot yang kemudian tumbuh dan berkembang menjadi embrio. Pembuahan tunggal seperti ini misalnya terjadi pada pohon Pinus.
Setelah sampai di ruang arkegonium, sel vegetatif lenyap, dan kedua sel spermatozoid lepas ke dalam ruang arkegonium yang berisi cairan, sehingga spermatozoid dapat berenang di dalamnya. Pada ruang arkegonium terdapat sejumlah sel telur yang besar. Tiap sel telur bersatu dengan satu spermatozoid, sehingga pembuahan pada Gymnospermae selalu mengasilkan zigot yang kemudian tumbuh dan berkembang menjadi embrio. Pembuahan tunggal seperti ini misalnya terjadi pada pohon Pinus.