ORGANEL SEL

 SEL

Organisme yang tersusun dari sel. Bahkan dari masing- masing organisme mempunyai sel. Sesuatu yang dikatakan hidup saat tersusun dari minimal satu sel.

Hal itu yang disebabkan, dikarenakan didalam sel, individu bisa melihat sebuah fungsi ataupun kegiatan sebagai seorang makhluk hidup.

Contohnya melihat sebuah fungsi gerak, respirasi, reproduksi, serta lain – lain. Oleh sebab itu lah, sel ialah sebuah unit struktural yang terkecil serta fungsional dari makhluk hidup.

Penemu sel yang pertama kali yakni Robert Hooke. Temuan ini ditemukan ditahun 1665. Hooke sedang mengamati sayatan gabus dengan mamakai mikroskop.

Kemudian, Hooke mengamati terdapat ruang – ruang kosong yang sudah menyusun gabus tersebut.

Ruang kosong itu yang kemudian dinamakan sel. Sel asal katanya dari selula. Selula artinya kamar. Dan terdapat para ahli yang memukan pendapatnya diantara lain sebagai berikut.

Brown (1831) sudah menyatakan bahwa sel ialah suatu ruangan yang kecil. Ruangan ini sudah dibatasi oleh membran serta berisi cairan sel ataupun protoplasma.

Kemudian, pada tahun 1838, Mathias J. Schleiden serta Theodor Schwann menyatakan sebuah teori sel.

Mereka menyatakan bahwasanya setiap organisme itu tersusun dari satu ataupun lebih sel. Selanjutnya, sel itu asalnya dari sel – sel yang sebelumnya.

Stuktur Sel

Sel itu dibagi menjadi 3 bagian utama. Bagian – bagian dari sel tersebut, yakni membran sel, sitoplasma, serta inti sel. Adapun untuk penjelasan dari bagian – bagian sel yakni sebagai berikut.

Membran sel

Pada sel hewan, membran sel ialah sebuah selubung paling luar dari sitoplasma.

Sedangkan, untuk di sel tumbuhan, membran sel ialah sebuah selubung sitoplasma yang ada di dalam dinding sel.

Dinding sel ialah sebuah lapisan paling luar pada sel tumbuhan. Dinding sel ini bisa memberikan bentuk kaku disel tumbuhan. Dinding sel ini yang berguna untuk pelindung sel dari pada tekanan mekanik.

Membran sel ataupun membran plasma ialah sebuah lapisan fosfolipid ganda ataupun phospoholipid bilayer.

Membran sel ini sifatnya cair dan fluida. Adapun untuk fungsi membran sel, bisa dijabarkan sebagai berikut,

1. Membran sel sebagai sebuah reseptor ataupun penerima rangsang dari luar. Rangsang ini berbentuk kimiawi, misalnya tekanan ataupun sentuhan.
2. Membran sel yang memberikan sebuah bentuk pada sel hewan.
3. Membran sel yang berperan didalam transpor zat – zat yang ingin masuk ataupun keluar dari sel.
4. Membran sel yang memisahkan sel kemudian melindungi sel dari lingkungan luar, dan juga mempertahankan inti selnya.
5. Membran sel yang bersifat selektif permeabel. Sifat ini ialah tak bisa dimasuki sembarang ion atau molekul sehingga bisa mengendalikan pergerakn ion ataupun molekul yang keluar masuk disel.

Selanjutnya, untuk membran sel sudah tersusun dari molekul – molekul lipid, protein, serta karbohidrat.

Molekul lipid ini yang membentuk senyawa dengan fosfat kemudian menjadi fosfolipid. Fosfolipid ialah suatu komponen utama yang bisa menyusun membran sel.

Ekor lipid di fosfolipid ini mempunyai sifat hidrofobik. Sedangkan untuk kepala fosfat ini mempunyai sifat hidrofilik.

Oleh sebab itu, saat membentuk sebuah lapisan fosfolipid ganda, sisi kepala fosfolipid akan menghadap ke luar ataupun ke plasma dan lingkungan luar. Sedangkan, sisi ekor akan ada di dalam.

Membran plasma bersifat selektif fermiabel artinya plasma dapat dilalui oleh molekul atau ion tertentu. Perpindahan molekul atau ion melalui membran ada dua macam yaitu trasfor aktif dan transfor fasip.

1. Transpor Pasif 

Transpor pasif merupakan sistem tranportasi sel yang tidak menggunakan energi, melaikan secara langsung dan spontan. Dalam tranpor pasif, zat yang ditransportasikan adalah zat-zat nonpolar seperti glukosa, air, dan oksigen.

Zat-zat polar akan sulit melewati membran sel, karena membran sel salah satu pembentuknya adalah lemak. Sistem transpor pasif terdiri atas difusi langsung, difusi terbantu, dan osmosis. 

Difusi Langsung 

Difusi adalah proses berpindahnya suatu zat yang berkonsentrasi tinggi menuju zat yang memiliki konsentrasi lebih rendah sehingga konsentrasi keduanya seimbang. Difusi langsung terjadi secara spontan tanpa perantara dan energi. Difusi terjadi karena sifat dari molekul-molekul yang bergerak. Difusi langsung terjadi pada transpor oksigen dari luar ke dalam sel.   

                                                          Lihat Foto Ilustrasi transpor aktif

 Difusi Terbantu 

Difusi terbantu berlangsung ketika transpor glukosa dari luar ke dalam sel dibantu perantara protein. Difusi terbantu terjadi karena glukosa tidak bisa melewati membran sel dengan sendirinya. Agar glukosa bisa melewati membran dan masuk ke dalam sel, glukosa diikat pada protein pembawanya. 

Osmosis 

Osmosis adalah proses menyeimbangkan konsentrasi air di dalam dan luar sel. Osmosis terjadi pada kondisi hipotonik, yaitu saat konsentrasi larutan di lingkungan lebih pekat dibanding konsentrasi larutan di dalam sel. 

2.  Transpor Aktif 

Transpor aktif merupakan sistem transportasi zat yang membutuhkan energi. Transpor aktif berkebalikan dengan tranpor pasif yang mengandalkan sifat sari zat yang berpindah dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. 

Pompa Ion 

Jika ada dua ion kalium yang masuk ke dalam sel, maka satu ion kalium harus dipaksa untuk keluar dari sel. Inilah alasan mengapa transpor aktif membutuhkan energi, karena jumlah ion kalium harus selalu lebih tinggi dibanding jumlah ion natrium.   

Pompa natrium-kalium

Sel hewan memiliki konsentrasi kalium yang tinggi dan konsentrasi natrium yang rendah, sebaliknya pada cairan ekstraseluler konsentrasi kalium rendah sedangkan konsentrasi natrium tinggi. Kalium perlu dipertahankan dalam konsentrasi tinggi agar proses fisiologis penting di dalam sel tidak terganggu.

Pompa natrium-kalium terjadi dengan bantuan protein pembawa. Suatu protein integral yang berperan sebagai pembawa ion masuk dan keluar sel. Protein ini akan aktif apabila mendapat energi dalam bentuk ATP. Gugus fosfat dalam ATP akan terikat pada protein pembawa dan menyebabkan terjadinya perubahan struktur protein yang berakibat ion kalium masuk sel dan natrium keluar sel.

Pompa natrium-kalium

Proses perpindahan yang terjadi pada pompa natrium-kalium adalah sebagai berikut.

• Ion Na+ dari sitoplasma akan berikatan dengan protein pembawa, dalam keadaan ini protein tersebut mudah sekali berikatan dengan Na+ (memiliki afinitas yang tinggi terhadap Na+).
• Pengikatan Na+ memicu terjadinya fosforilasi oleh ATP, gugus fosfat akan menempel pada protein.
• Fosforilasi menyebabkan perubahan struktur protein, sehingga kehilangan afinitas terhadap Na+ dan melepaskan ion Na+ ke luar sel.
• Bentuk baru protein tersebut memiliki afinitas yang tinggi terhadap K+, sehingga ion K+ dari luar sel berikatan dengan protein pembawa. Ion K+ yang berikatan memicu dilepaskannya gugus fosfat yang tadinya berikatan.
• Lepasnya gugus fosfat menyebabkan protein kembali ke bentuk awalnya, bentuk awal ini memiliki afinitas yang rendah terhadap ion K+.
• Afinitas yang rendah terhadap K+ menyebabkan ion ini dilepaskan di dalam sel, dan terjadi pengikatan terhadap ion Na+. Siklus berulang kembali.

 Ilustrasi endositosis

 Endositosis 

Endositosis adalah proses memasukan zat makromolekuler ke dalam sel dengan cara membungkusnya dengan membran plasma. Zat makromolekuler yang dipindahkan dapat berbentuk padatan (fagositosis) ataupun cairan (pinositosis). 

Eksositosis 

Eksositosis adalah proses mengeluarkan zat makromolekuler hasil metabolisme dari dalam sel keluar sel. Eksositosis dilakukan dengan cara membungkus zat makromolekuler dengan membran plasma lalu dikeluarkan dari sel.

Sitoplasma

Sitoplasma ialah sebuah cairan yang ada di dalam membran plasma yang selain dari inti sel.

Sitoplasma ini sudah tersusun atas sitosol ataupun berbentuk misalnya gel atau sifatnya koloid. Kemudian, tersusun dari sitoskeleton ataupun rangka sel serta terakhir, organel – organel.

Sitosol ialah sebuah bagian cair yang sudah mengisi 70% volume dari sel. Sitosol ini yang terbentuk pada komposisi air, garam, serta molekul organik.

Sitoskeleton ialah sebuah rangka seluler yang berbentuk sebuah mikrofilamen aktif, filamen intermediet, serta mikrotubulus.

Mikrotubulus ini mempunyai ukuran yang sangat besar kemudian tersusun atas polimer, tubulin alfa serta beta.

Mikrofilamen ialah sebuah filamen kecil yang sudah menyusun sitoskeleton serta tersusun dari poliemr – polimer G- aktin.

Filamen intermediet mempunyai ukuran yang jauh lebih besar dari mikrofilamen serta lebih stabil.

Sub unit dari penyusun filamen intermediet yakni vimentin, neurofilamen, ataupun keratin.

Lalu, fungsi dari sitoskeleton, diantara lain sebagai berikut.

1. Sitoskeleton yang membentuk benang – benang spindle dipembelahan mitosis.
2. Sitoskeleton yang memberi serta menjaga bentuk sel.
3. Sitoskeleton ini yang mengatur pergerakan sel atau gerakan yang terdapat di dalam sel ataupun transpor intrasel.

Inti sel

Inti sel hanya dipunyai oleh sel eukariot. Inti sel ialah sebuah bagian yang sangat mencolok pada sel serta dibatasi oleh sebuah membran inti.

Pada inti sel ini ada anak inti sel ataupun nukleolus ialah sebuah tempat pembentukan serta pematangan RNA ribosomal. Dan fungsi inti sel yakni sebagai berikut,

• Mengatur sebuah proses ekspresi gen.
• Merupakan sebuah tempat terjadinya replikasi DNA serta transkripsi.
• Mengendalikan suatu proses metabolisme dari sel.
• Menyimpan informasi dari genetik atau DNA.

Organel – Organel Sel

Organel – organel sel yang terdiri atas inti sel ataupun ribosom, badan golgi, retikulum endoplasma, lisosom, mitokondria, sentrosom, periksiso, dinding sel, membran plasma, plastida, vakuola, serta vesikula. Masing –masing dari organel bisa dijelaskan sebagai berikut.

Nukleus

Nukleus. Inti sel ini sudah diselubungi oleh selaput inti yang sudah bermembran ganda serta berpori.

Pori diinti berfungsi untuk masuknya molekul yang mempunyai ukuran besar. Inti mempunyai anak inti sel ataupun nukleolus yang sudah memproduksi DNA serta ribosom.

Ribosom

Ribosom ini mempunyai bentuk bulat. Ribosom yang tersusun dari RNA serta protein.

Ribosom yang membentuk sebuah dua sub unit yang tak mempunyai membran. Ada ribosom yang ada bebas pada sel, namun terdapat juga yang selalu berikatan dengan RE.

Ribosom mempunyai fungsi. Adapun dari fungsi dari ribosom yakni translasi mRNA yang menjadi protein ataupun sintesis protein.

Badan golgi

Badan golgi ini sudah berbentuk sebuah tumpukan kantung – kantung pipih yang selalu bermembran tunggal. Badan golgi mempunyai sebuah reseptor protein asalnya dari RE kasar.

Protein yang sudah diterima dibagian cis pada Golgi yang kemudian akan dimodifikasi sebelum pada akhirnya dilepaskan yang melalui suatu bagian trans pada golgi.

Kemudian, protein ini yang dikirimkan kepada seluruh bagian sel dengan memakai vesikula.

Lisosom

Lisosom ialah sebuah kantung bulat dan membran tunggal. Lisosom ini yang mengandung sebuah enzim hidrolase yang sangat bermanfaat agar mencerna zat.

Fungsi lisosom diantara lain untuk mencerna bagian sel yang sudah tua serta mencerna dari molekul makanan yang mempunyai ukuran yang besar.

Sentrosom

Sentrosom yang terdiri dari dua setriol yang sudah dibentuk dari protein mikrotubulus. Sentriol ini yang berperan didalam membentuk benang – benang spindel disaat pembelahan sel.

Benang – benang spindel ini mempunyai peran agar bisa mengatur pergerakan serta pemisahan kromosom disaat pembelahan sel.

Dinding sel

Dinding sel ialah pelapis terluar sesudah membran sel dibeberapa bakteri, sel tumbuhan, serta jamur.

Dinding sel ini mempunyai bentuk yang cukup kaku, dan keras. Ditumbuhan, komposisi utama pada dinding sel yakni selulosa.

Kemudian, pada jamur dinding sel yang berupa zat kitin. Dibakteri, dinding sel yang berupa peptidoglikan.

Adapun fungsi dinding sel yakni melindungi sel, untuk menjaga bentuk sel, serta difusi berbagai sebuah molekul keluar ataupun masuk sel.

Vakuola

Vakuola ialah sebuah kantung bermembran tunggal. Vakuola ini isinya cairan. Pada tumbuhan, vakuola mempunyai ukuran yang besar serta terlihat mencolok.

Adapun fungsi dari vakuola ditumbuhan yakn menyimpan air, makanan, sisa metabolisme, serta racun.

Vakuola ini mempunyai membran ataupun tonoplas yang berperan agar menjaga tekanan air ataupun tekanan turgor yang terdapat di dalam sel.

Retikulum endoplasma

Retikulum edoplasma atau yang disebut RE ini terbuat dari kantung – kantung yang pipih pada membran tunggal yang sudah dinamakan dengan sisterna. RE terhubung kepada selaput inti sel.

RE yang berperan didalam transpor zat. RE itu dibedakan menjadi dua yakni RE kasar serta RE halus. RE kasar yang berhubungan dengan ribosom.

RE kasar ini sangat berperan pada transpor protein yang sudah disintesis di ribosom. RE halus yang berperan didalam sitensis lipid, misalnya fosfolipid, steroid, serta hormon.

Mitokondria

Mitokondria ialah sebuah organel bermembran ganda yang sangat berperan pada respirasi seluler. Membran pada bagian didalam mitokondria ini bisa melekuk- lekuk kemudian membentuk krista.

Membran didalam mitokondria ini sudah memproduksi ATP. ATP ialah energi seluler sehingga sangat sering dinamakan The Power House.

Pada bagian matriks mitokondria yang berfungsi untuk oksidasi asam lemak serta katabolisme asetil koenzim. Matriks dari mitokondria ini juga sudah mengandung DNA.

Peroksisom

Peroksisom ini mempunyai bentuk kantung bulat bersama membran tunggal. Peroksisom ini sudah mengandung enzim oksidatif, misalnya katalase.

Peroksisom ini mempunyai peran didalam proses oksidasi pada asam lemak, etanol, serta senyama yang lainnya.

Membran plasma

Membran plasma ini yang terdiri atas dua lapis fosfolipid bersama protein serta rantai karbohidrat.

Membran plasma ini mempunyai peran sebagai sebuah pendukung bentuk sel, pelindung, pengatur dari pergerakan zat keluar ataupun masuk sel. Selain itu, juga sangat berperan agar bisa menjaga homeostatis sel.

Plastida

Plastida yang pada umumnya sudah ditemukan pada sel tumbuhan serta ganggang.

Plastida ini sudah berperan sebagai pembuat serta penyimpan berbagai macam senyawa kimia yang sedang dibutuhkan oleh sel. Plastida juga sudah mengandung pigmen.

Pigmen ini sangat dibutuhkan tumbuhan, misalnya untuk proses fotosintesis. Keberadaan pigmen ini yang membuat tumbuhan nampak menjadi berwarna – warni.

Pada umumnya, plastida itu dikelompokkan dua jenis, yakni kromoplas serta leukoplas.

Kromoplas ini sudah mengandung berbagai macam pigmen. Sedangkan leukoplas ini tak mengandung pigmen.

Kromoplas bisa dibagi lagi menjadi 3 yakno kloroplas, faeoplas, serta rodoplas.

Vesikula

Vesikula ialah sebuah kantung bermembran tunggal yang sangat bermanfaat sebagai penyimpan ataupun transpor zat pada sel.

Perbedaan antara Sel Hewan dan Sel Tumbuhan

Sel hewan atau sel tumbuhan ialah sama – sama termasuk didalam sel eukariotik.

Meskipun demikian, keduanya mempunyai perbedaan. Adapun untuk perbedaan diantara sel hewan serta sel tumbuhan bisa dijelaskan sebagai berikut.

Sel hewan

Bentuk sel yang sudah dipunyai tak tetap. Tidak mempunyai dinding sel. Tak mempunyai plastida.

Pada umumnya, tak mempunyai vakuola, kalaupun ada, ukuran vakuolanya sangat kecil serta bersifat sementara. Mempunyai sentrosom serta lisosom.

Sel tumbuhan

Bentuk sel yang dipunyai ialah tetap. Mempunyai dinding sel. Mempunyao plastida.

Mempunyai vakuola yang ukuran besar. Tak mempunyai sentrosom serta lisosom.

CATATAN :

SEL HEWAN

SEL TUMBUHAN 

------------------------------------------------------------

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN MAKHLUK HIDUP

          Pertumbuhan adalah proses pertambahan ukuran yang tidak dapat kembali ke asal (irreversibel), meliputi pertambahan volume dan pertambahan massa. Selain disebabkan pertambahan ukuran sel, pertumbuhan juga terjadi karena pertambahan jumlah sel. Pertambahan ini dapat diukur dengan alat ukur tertentu, atau lebih umum dikenal sebagai ukuran kuantitatif. Contohnya ketika kita baru lahir panjangnya ±45 cm dengan massa badan ± 3 kg. Setelah mengalami pertumbuhan, tinggi badan dapat mencapai lebih dari 150 cm dan massa badan lebih dari 30 kg. Daun mengalami pertambahan panjang dan lebar yang dapat diukur dan dinyatakan dalam sentimeter. 

Perkembangan dapat diartikan sebagai semua perubahan yang terjadi pada makhluk hidup yang sedang tumbuh. Perkembangan merupakan proses menuju tercapainya kedewasaan. Pada proses perkembangan perubahan yang terjadi lebih bersifat kualitatif, tidak bisa diukur dengan alat ukur.

Pada tingkat sel, perkembangan dapat berupa diferensiasi sel-sel yang baru membelah membentuk jaringan yang menyusun organ tertentu. 

Pada tumbuhan, perkembangan ditandai dengan munculnya bunga atau buah. Sedang pada hewan dan manusia ditandai dengan kematangan organ reproduksi sehingga siap untuk menghasilkan keturunan. 

Perkembangan juga menyebabkan perubahan psikis, kemampuan, dan perilaku dari usia bayi, anak-anak, hingga menjadi dewasa. 

B. Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan 

Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan diawali dengan proses perkecambahan biji. Kecambah kemudian berkembang menjadi tumbuhan kecil yang sempurna. Setelah tumbuh hingga mencapai ukuran dan usia tertentu, tumbuhan akan berkembang membentuk bunga dan buah atau biji sebagai alat perkembangbiakannya. 

Pertumbuhan pada tumbuhan terjadi di daerah meristematis (titik tumbuh), yaitu bagian yang mengandung jaringan meristem. Jaringan ini terletak di ujung batang, ujung akar, dan kambium. Aktivitas jaringan meristem yang terletak di ujung batang/akar menghasilkan pola pertumbuhan yang berbeda bila dibandingkan dengan jaringan meristem di kambium. 

Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. 

• a. Pertumbuhan primer 
• Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang terjadi akibat aktivitas jaringan meristem primer atau disebut juga meristem apikal. 
• Titik tumbuh primer terbentuk sejak tumbuhan masih berupa embrio. Jaringan meristem ini terdapat di ujung batang dan ujung akar. 
• Akibat pertumbuhan ini, akar dan batang tumbuhan bertambah panjang. 
• Pada titik tumbuh, pertumbuhan terjadi secara bertahap. Oleh karena itu daerah pertumbuhan dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu daerah pembelahan, daerah perpanjangan, dan daerah diferensiasi. 
•  1. Daerah pembelahan 
• Daerah pembelahan terletak di bagian paling ujung. Di daerah ini sel-sel baru terus-menerus dihasilkan melalui proses pembelahan sel. Daerah inilah yang disebut daerah meristematis. 
• 2. Daerah pemanjangan 
• Daerah pemanjangan terletak di belakang daerah pembelahan. Di daerah ini sel-sel hasil pembelahan akan tumbuh sehingga ukuran sel bertambah besar. Akibatnya di daerah inilah yang mengalami pemanjangan. 
• 3. Daerah diferensiasi Daerah diferensiasi terletak di belakang daerah pemanjangan. 
• Sel-sel yang telah tumbuh mengalami perubahan bentuk dan fungsi. Sebagian sel mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, xilem, dan floem. Sebagian lagi membentuk parenkim, kolenkim, dan sklerenkim. 

• b. Pertumbuhan sekunder 
• Pertumbuhan sekunder disebabkan oleh aktivitas jaringan meristem sekunder. 
• Contoh jaringan meristem sekunder adalah jaringan kambium pada batang tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. 
• Sel-sel jaringan kambium senantiasa membelah. Pembelahan ke arah dalam membentuk xilem atau kayu sedangkan pembelahan ke luar membentuk floem atau kulit kayu. 
• Akibat aktivitas jaringan meristem pada kambium, diameter batang dan akar bertambah besar. 
• Tumbuhan monokotil tidak mempunyai kambium sehingga tidak mengalami pertumbuhan sekunder. 

• Bila kamu perhatikan, diameter batang palem, bambu, tebu, dan kelapa hampir selalu sama dari kecil hingga dewasa. Berbeda dengan tumbuhan dikotil seperti mangga, jati, jambu, asam, cemara dan Gymnospermae seperti pinus. 
• Bila kamu menjumpainya, coba perhatikan dengan seksama! Aktivitas pertumbuhan kambium tidak selalu sama antara musim penghujan dengan musim kemarau. Di musim penghujan, air dan zat hara terlarut tersedia dengan melimpah sehingga pembelahan sel lebih sering terjadi. Sebaliknya di musim kemarau, ketersediaan air berkurang sehingga aktivitas pembelahan sel berkurang. 
• Aktivitas pembelahan yang berbeda ini tampak sebagai cincin-cincin konsentris pada batang yang disebut lingkaran tahun. 

• Perkembangan pada tumbuhan merupakan diferensiasi atau spesialisasi sel atau bagian-bagian tumbuhan untuk melakukan fungsi khusus (menjadi dewasa). 
• Perkembangan pada tingkat sel misalnya sel-sel hasil pembelahan jaringan meristem mengalami diferensiasi membentuk jaringan pengangkut. 
• Contoh perkembangan pada tingkat organ misalnya terbentuknya organ generatif yaitu munculnya bunga. 
• Beberapa jenis tumbuhan memiliki umur yang berbeda-beda untuk berkembang menjadi dewasa. Masa dewasa ditandai dengan kemampuan berkembang biak secara generatif. Jadi ketika suatu tumbuhan telah membentuk bunga berarti tumbuhan itu telah dewasa dan dapat bereproduksi secara generatif (menghasilkan biji). Biji merupakan calon individu yang dapat tumbuh dan berkembang jika menemukan kondisi lingkungan yang sesuai

Metagenesis 

Metagenesis adalah proses pergiliran hidup antara fase seksual dan aseksual. 

Hewan dan tumbuhan yang mengalami metagenesis akan mengalami dua fase kehidupan, yaitu fase kehidupan yang berreproduksi secara seksual dan fase kehidupan yang berreproduksi secara aseksual. 

Metagenesis pada tumbuhan dapat diamati dengan jelas pada tumbuhan paku dan lumut. Pada tumbuhan tersebut, pembentukan gamet jantan berlangsung di dalam antheridium dan gamet betina di dalam arkegonium. 

Jika gamet jantan membuahi gamet betina, maka akan terbentuk zigot. Zigot tumbuh menjadi individu yang menghasilkan spora. Generasi ini disebut fase vegetatif (aseksual) atau sporofit. Spora yang jatuh di tempat yang sesuai akan tumbuh menjadi individu baru yang menghasilkan gamet. Karena menghasilkan gamet, maka generasi ini disebut fase generatif (seksual) atau gametofit. Demikian seterusnya terjadi pergiliran keturunan antara fase gametofit dan sporofit. 

Pergiliran keturunan antara fase sporofit dan gametofit itulah yang disebut metagenesis. 

Tumbuhan lumut yang sering kamu jumpai merupakan fase gametofit. Sedangkan tumbuhan paku yang kamu lihat sehari-hari merupakan fase sporofit. 

Perbedaan antara tumbuhan lumut dan tumbuhan paku dapat dilihat pada tabel berikut. 

Tabel Perbedaan tumbuhan lumut dan tumbuhan paku. 

 

SUMBER : OIP.qP57-RXUPQAmtLbnw_o2tQHaE- (474×318) (bing.com)

C. Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan 

Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan terjadi di seluruh bagian tubuh, berbeda dengan tumbuhan yang terjadi hanya pada bagian tertentu saja, yaitu di daerah meristem. 

Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan diawali sejak terbentuknya zigot dari proses pembuahan dan terus terjadi hingga hewan mencapai usia dewasa. 

Dengan demikian, pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu fase embrionik dan fase pascaembrionik. 

Fase embrionik adalah pertumbuhan dan perkembangan yang dimulai dari zigot sampai terbentuknya embrio sebelum lahir atau menetas. Sedangkan fase pascaembrionik merupakan pertumbuhan dan perkembangan yang dimulai sejak lahir atau menetas hingga hewan itu dewasa. 

a. Pertumbuhan dan perkembangan embrionik 

Zigot terbentuk dari hasil pertemuan ovum dengan sperma (terjadi pembuahan/fertilisasi). Zigot kemudian mengalami pertumbuhan dan perkembangan dalam beberapa tahap, yaitu pembelahan zigot, tahap morula, blastula, gastrula, dan organogenesis. 

Pembelahan zigot terjadi secara mitosis, yaitu dari satu sel menjadi dua sel, dua sel menjadi empat sel, empat sel menjadi delapan sel, delapan sel menjadi enam belas sel, dan seterusnya hingga tiga puluh dua sel. 

Sekumpulan sel yang terbentuk tersusun seperti buah anggur dan disebut sebagai morula. 

Pembelahan terus berlanjut sehingga terbentuk rongga di bagian dalam yang disebut blastosoel. Fase ini disebut fase blastula. 

Gastrula, merupakan hasil pertumbuhan dan perkembangan blastula yang ditandai dengan terbentuknya 3 lapisan embrionik, yaitu lapisan bagian luar (ektoderm), lapisan bagian tengah (mesoderm), dan lapisan bagian dalam (endoderm). Ketiga lapisan ini nantinya akan berkembang menjadi berbagai organ. Proses pembentukan gastrula ini disebut gastrulasi. 

Organogenesis, merupakan proses pembentukan berbagai organ tubuh yang berkembang dari tiga lapisan saat proses gastrulasi.Organ yang terbentuk dari ketiga lapisan ini adalah sebagai berikut: 

• Lapisan ektoderm, berkembang menjadi rambut, kulit, sistem saraf, dan indra.
• Lapisan mesoderm, berkembang menjadi otot, rangka, alat reproduksi, alat peredaran darah, dan alat ekskresi. 
• Lapisan endoderm, berkembang menjadi alat pencernaan dan alat pernapasan. 

b. Pertumbuhan dan perkembangan pasca embrionik 

Pertumbuhan pascaembrionik dimulai ketika hewan lahir atau menetas. Semua anggota tubuh mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Namun demikian kecepatan pertumbuhan dan perkembangan antara bagian tubuh yang satu dengan bagian tubuh yang lain tidak sama. 

Pertumbuhan ini tidak berlangsung terus-menerus, melainkan berhenti setelah mencapai usia tertentu. 

Perkembangan dimulai ketika alat kelamin telah mampu memproduksi sel-sel gamet. 

Pada manusia perkembangan ini ditandai dengan munculnya sifat-sifat kelamin sekunder. Tanda kelamin sekunder pada pria berupa tumbuhnya rambut pada bagian tubuh tertentu, suara besar, tumbuhnya jakun, dan otot-otot tubuh lebih kekar. Tanda kelamin sekunder pada wanita ditandai dengan membesarnya payudara, tumbuhnya rambut pada bagian tubuh tertentu, dan membesarnya pinggul. 

 

Metamorfosis 

Pada beberapa jenis hewan, dalam pertumbuhan dan perkembanganya mengalami proses metamorfosis. Metamorfosis adalah peristiwa perubahan bentuk tubuh secara bertahap yang dimulai dari larva sampai dewasa. Metamorfosis terjadi pada serangga dan amfibi. 

Contoh hewan amfibi yang mengalami metamorfosis adalah katak. 

Pertumbuhan dan perkembangan katak diawali sejak terbentuk zigot. Zigot kemudian berkembang menjadi embrio. Satu minggu kemudian, terbentuklah larva yang sering kamu sebut kecebong/berudu. Awalnya kecebong bernapas dengan tiga insang luar, tetapi kemudian berganti menjadi insang dalam. Beberapa waktu kemudian terbentuk tutup insang dan kaki belakang. Setelah berumur tiga bulan, berudu mengalami metamorfosis yang ditandai terbentuknya paru-paru dan empat kaki, hilangnya insang dan ekor, lalu menjadi bentuk katak. Sifat berudu berbeda dengan sifat katak. Berudu hidup di air sebagai herbivora, sedangkan katak hidup di darat bersifat karnivora. 

Serangga yang baru menetas berwujud larva. Beberapa jenis serangga seperti kupu-kupu dan capung, bentuk larva jauh berbeda dengan bentuk dewasa. Larva kupu-kupu yang disebut ulat memiliki mulut tipe pengunyah, sedangkan kupu-kupu memiliki mulut tipe penghisap. Larva capung hidup di air, sedangkan capung dewasa hidup di darat dan dapat terbang. Namun demikian beberapa jenis serangga memiliki bentuk yang hampir sama saat baru menetas dengan saat dewasa. Contohnya adalah belalang, kecoa, dan jangkrik. 

Berdasarkan prosesnya, metamorfosis serangga dapat dibedakan menjadi dua, yaitu metamorfosis sempurna dan metamorfosis tidak sempurna. 

 

Metamorfosis Sempurna (Holometabola) 

Metamorfosis sempurna ditandai dengan adanya fase yang disebut pupa atau kepompong. Bentuk larva dengan serangga dewasa sangat berbeda. Tahapan dalam metamorphosis sempurna adalah sebagai berikut: telur → larva → pupa (kepompong) → dewasa (imago) Telur menetas menjadi larva. Larva tidak memiliki sayap dan tanda-tanda sayap juga belum ada. Ketika berupa larva, serangga sangat aktif makan. Larva kemudian mengalami perubahan bentuk menjadi kepompong. Larva ada yang langsung membuat pupa, tetapi ada juga yang lebih dulu membuat pelindung dari daun yang dilipat, tanah atau pasir yang halus, sayatan kayu yang halus, dan bahan lainnya. Tempat perlindungan di sekeliling pupa disebut kepompong atau kokon. Pada tahap pupa, serangga tidak aktif makan, walaupun proses metabolisme tetap berlangsung. Setelah melewati tahap pupa, serangga akan menjadi dewasa (imago). 

b. Metamorfosis Tidak Sempurna 

(Hemimetabola) Serangga yang mengalami metamorfosis tidak sempurna, bentuk serangga yang baru menetas (nimfa) tidak jauh berbeda dengan bentuk serangga dewasa (imago). 

Perbedaan yang mencolok adalah nimfa tidak memiliki sayap. Sayap akan tumbuh secara bertahap sehingga menyerupai bentuk dewasa. Secara umum nimfa dan serangga dewasa memiliki sifat yang sama. Contohnya pada jangkrik dan belalang. 

Urutan daur hidup serangga yang mengalami metamorphosis tidak sempurna adalah sebagai berikut: telur → nimfa → dewasa (imago) 

Metagenesis 

Beberapa hewan tingkat rendah ada yang mengalami metagenesis, contohnya Obelia dan Aurelia. Perhatikan gambar metagenesis ubur-ubur (Aurelia), dan Obelia berikut ini: 

Dari gambar di atas, tampak bahwa ubur-ubur (Aurelia) memiliki dua jenis kehidupan yaitu kehidupan saat menempel (polip) dan kehidupan bergerak bebas (medusa). Medusa merupakan fase seksual (generatif) dan polip merupakan fase aseksual (vegetatif). 

 

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan 

A. Faktor-faktor dalam yang mempengaruhi pertumbuhan perkembangan 

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan yang berasal dari dalam tubuh makhluk hidup, terdiri dari: 

a. Gen 

Gen adalah substansi/materi pembawa sifat yang diturunkan dari induk. Gen mempengaruhi ciri dan sifat makhluk hidup, misalnya bentuk tubuh, tinggi tubuh, warna kulit, warna bunga, warna bulu, rasa buah, dan sebagainya. Gen juga menentukan kemampuan metabolisme makhluk hidup, sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangannya. Hewan, tumbuhan, dan manusia yang memiliki gen tumbuh yang baik, akan tumbuh dan berkembang dengan cepat sesuai dengan periode pertumbuhan dan perkembangannya. Meskipun peranan gen sangat penting, faktor genetis bukan satu-satunya faktor yang menentukan pola pertumbuhan dan perkembangan, karena juga dipengaruhi oleh faktor lainnya. Misalnya tanaman yang mempunyai sifat unggul dalam pertumbuhan dan perkembangannya, hanya akan tumbuh dengan cepat, lekas berbuah, dan berbuah lebat jika ditanam di lahan subur dan kondisinya sesuai. Bila ditanam di lahan tandus dan kondisi lingkungannya tidak sesuai, pertumbuhan dan perkembangannya menjadi kurang baik. Demikian juga ternak unggul hanya akan berproduksi secara optimal bila diberi pakan yang baik dan dipelihara di lingkungan yang sesuai. 

b. Hormon 

Hormon merupakan zat yang berfungsi untuk mengendalikan berbagai fungsi di dalam tubuh. Hormon memberikan pengaruh yang nyata dalam pengaturan berbagai proses dalam tubuh. Hormon yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada makhluk hidup beragam jenisnya. 

 1. Hormon pada tumbuhan 

Hormon pada tumbuhan sering disebut fitohormon atau zat pengatur tubuh. Beberapa di antaranya adalah auksin, sitokinin, giberelin, etilen, dan asam absisat. 

Auksin disintesis pada jaringan meristem apikal, yaitu jaringan yang sel-selnya aktif membelah. Meristem apikal terletak pada ujung akar, ujung batang, atau daun. Hormon tersebut kemudian diedarkan ke bagian lain tumbuhan. 

Auksin berfungsi untuk memacu perpanjangan sel, merangsang pembentukan bunga dan buah, dormansi, penuaan dan pengguguran, serta mengaktifkan kambium untuk membentuk sel-sel baru. 

Sitokinin dapat ditemukan pada jaringan yang membelah. Fungsi sitokinin adalah memacu pembelahan sel, menghambat efek dominansi apikal, mempercepat pertumbuhan memanjang, serta mempercepat pembentukan akar dan tunas. 

Giberelin, merangsang pembelahan dan pembesaran sel serta merangsang perkecambahan biji. Pada tumbuhan tertentu, giberelin dapat menyebabkan munculnya bunga lebih cepat. Giberelin juga merangsang pembentukan tunas, menghilangkan dormansi biji, dan merangsang pertumbuhan buah secara parthenogenesis. 

Etilen adalah hormon yang memacu proses pemasakan buah. Pada umumnya setiap buah mampu memproduksi etilennya sendiri. Etilen juga berperan untuk menghambat pemanjangan batang, mempercepat penuaan buah, dan menyebabkan penuaan daun. 

Asam absisat, tidak semua hormon berfungsi untuk memacu pertumbuhan karena ada juga yang menghambat pertumbuhan, yaitu asam absisat. Fungsi asam absisat adalah menghambat pembelahan dan pemanjangan sel, menunda pertumbuhan atau dormansi, merangsang penutupan mulut daun di musim kering, dan membantu peluruhan daun pada musim kering. Asam absisat juga berperan dalam proses perontokan daun. 

 2. Hormon pada hewan 

Beberapa hormon pertumbuhan pada hewan adalah sebagai berikut: Tiroksin, mengendalikan pertumbuhan hewan. Pada katak, hormon ini merangsang dimulainya proses metamorfosis. 

Somatomedin, mempengaruhi pertumbuhan tulang. 

Ekdison dan juvenil, mempengaruhi perkembangan fase larva dan fase dewasa, khususnya pada hewan Invertebrata. 

3. Hormon pada manusia 

Hormon dihasilkan oleh kelenjar endokrin atau kelenjar buntu, yaitu suatu kelenjar yang tidak mempunyai saluran. Di kelas IX kamu akan mempelajari hormon sebagai bagian dari sistem koordinasi. Beberapa hormon pertumbuhan pada manusia antara lain sebagai berikut: 

Hormon tiroksin, dihasilkan oleh kelenjar gondok/tiroid. 

Hormon ini memengaruhi pertumbuhan, perkembangan, dan metabolisme karbohidrat dalam tubuh. Kekurangan hormon ini dapat mengakibatkan mixoedema yaitu kerdil (kretinisme). 

Hormon pertumbuhan (Growth hormon - GH) 

 Hormon ini dihasilkan oleh hipofisis bagian depan. Hormon ini disebut juga hormon somatotropin (STH). Peranannya adalah mempengaruhi kecepatan pertumbuhan seseorang. Seorang anak tidak akan tumbuh dengan normal jika kekurangan hormon pertumbuhan. Pada masa pertumbuhan, kelebihan hormon ini akan mengakibatkan pertumbuhan raksasa (gigantisme), sebaliknya jika kekurangan akan menyebabkan kerdil (kretinisme). Jika kelebihan hormon terjadi setelah dewasa, akan menyebabkan membesarnya bagian tubuh tertentu, seperti pada hidung atau telinga. Kelainan ini disebut akromegali. 

Hormon testosterone 

 Hormon ini mengatur perkembangan organ reproduksi dan munculnya tanda-tanda kelamin sekunder pada pria. 

 Hormon estrogen/progresteron 

 Hormon ini mengatur perkembangan organ reproduksi dan munculnya tanda-tanda kelamin sekunder pada wanita. 

 B. Faktor dari luar tubuh makhluk hidup 

Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan yang berasal dari luar tubuh makhluk hidup, terdiri dari: Nutrisi atau makanan 

 Makanan merupakan bahan baku dan sumber energi dalam proses metabolisme tubuh. Kualitas dan kuantitas makanan akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Karena sedang dalam masa pertumbuhan, kamu harus cukup makan makanan yang bergizi untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tubuhmu. Zat gizi yang diperlukan manusia dan hewan adalah karbohidrat, protein, lemak, vitamin, dan mineral. 

Semua zat ini diperoleh dari makanan, sedangkan bagi tumbuhan, nutrisi yang diperlukan berupa air dan zat hara yang terlarut dalam air. 

Melalui proses fotosintesis, air (H2O), dan karbon dioksida (CO2) diubah menjadi zat makanan dengan bantuan sinar matahari. Meskipun tidak berperan langsung dalam fotosintesis, zat hara diperlukan agar tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. 

 Faktor lingkungan, terdiri dari: 

Cahaya 

Cahaya berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup. Tumbuhan sangat membutuhkan cahaya matahari untuk fotosintesis. Namun pada saat perkecambahan, keberadaan cahaya ternyata dapat menghambat pertumbuhan tumbuhan karena cahaya dapat merusak hormon auksin yang terdapat pada ujung batang. Bila kamu menyimpan kecambah di tempat gelap selama beberapa hari, kecambah itu akan tumbuh lebih cepat (lebih tinggi) dari seharusnya, namun tampak lemah dan pucat/kekuning-kuningan karena kekurangan klorofil. Pertumbuhan yang cepat di tempat gelap dikenal dengan istilah etiolasi. 

Coba kalian bandingkan gambar pertumbuhan kecambah di tempat gelap dan di tempat terang berikut ini. 

Suhu 

Semua makhluk hidup membutuhkan suhu yang sesuai untuk menunjang pertumbuhan dan perkembangannya. Suhu ini disebut suhu optimum, misalnya suhu tubuh manusia yang normal adalah sekitar 37°C. Pada suhu optimum, semua makhluk hidup dapat tumbuh dan berkembang dengan baik. Hewan dan manusia memiliki kemampuan untuk bertahan hidup dalam kisaran suhu lingkungan tertentu. Tumbuhan menunjukkan pengaruh yang lebih nyata terhadap suhu. Padi yang ditanam pada awal musim kemarau (suhu udara rata-rata tinggi) lebih cepat dipanen daripada padi yang ditanam pada musim penghujan (suhu udara rata-rata rendah). Jenis bunga mawar yang tumbuh dan berbunga dengan baik di pegunungan yang sejuk, ketika ditanam di daerah pantai yang panas pertumbuhannya menjadi lambat dan tidak menghasilkan bunga yang seindah sebelumnya. Hal ini disebabkan karena semua proses dalam pertumbuhan dan perkembangan seperti penyerapan air, fotosintesis, penguapan, dan pernapasan pada tumbuhan dipengaruhi oleh suhu. 

 

Air dan Kelembapan 

Air dan kelembapan merupakan faktor penting untuk pertumbuhan dan perkembangan. Air sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup. Tanpa air, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup. Air merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia di dalam tubuh. Tanpa air, reaksi kimia di dalam sel tidak dapat berlangsung, sehingga dapat mengakibatkan kematian. Kelembapan adalah banyaknya kandungan uap air dalam udara atau tanah. Tanah yang lembab berpengaruh baik terhadap pertumbuhan tumbuhan. Kondisi tanah yang lembab banyak air yang dapat diserap oleh tumbuhan dan lebih sedikit penguapan. Kondisi ini sangat mempengaruhi sekali terhadap pemanjangan sel. Kelembapan juga penting untuk mempertahankan stabilitas bentuk sel.