biologi perkembangan

1. KONSEP PERTUMBUHAN
Pertumbuhan secara umum dapat diartikan sebagai pertambahan ukuran dan dimana tumbuhan bertambah dalam ukuran dan jumlah pada daun dan batang. Pertumbuhan juga dapat diartikan sebagai perubahan secara kuantitatif selama siklus hidup tanaman yang bersifat tak dapat dapat kembali kebentuk awal (irreversible). Bertambah besar ataupun bertambah berat tanaman atau bagian tanaman akibat adanya penambahan unsur-unsur struktural yang baru. Peningkatan ukuran tanaman yang tidak akan kembali sebagai akibat pembelahan dan pembesaran sel. Berdasarkan pertumbuahanya tumbuhan dibedakan menjadi, tumbuhan satu tahun (annual) Tumbuhan ini menyelesaikan siklus hidupnya mulai dari kecambah, berbunga dan memproduksi benih hingga mati dalam waktu setahun atau kurang. Tumbuhan dua tahun (biennal) dan tumbuhan tahunan (perennial).
Sebagaian besar tumbuhan terus tumbuh selama mereka masih hidup, suatu kondisi yang dikenal sebagai pertumbuhan tidak terbatas (indeterminate growt). Pertambahan ukuran sel mempunyai batas yang diakibatkan hubungan antara volume dan luas permukaan. Pertambahan protoplasma berlangsung melalui suatu rentetan peristiwa yang meliputi antara lain pembentukan karbohidrat (proses fotosintesis), proses absorbsi, translokasi, metabolisme, respirasi. Pertumbuhan tanaman terjadi manakala ada sel-sel dan atau jaringan meristem yang masih aktif. Adapun letak pertumbuhan tanaman (letak jaringan meristem) adalah pada : Ujung suatu organ (Meristem apical) Meristem apical biasanya tetap bersifat embryionik dan mampu tumbuh dalam waktu yang tidak terbatas, sehingga disebut juga Indeterminate meristem. Misalnya : pada ujung batang, ujung akar.
a. Pertumbuhan primer (primary growth), memungkinkan akar membuat jalinan di dalam tanah dan tunas meningkatkan pemaparanya terhadap cahaya matahari dan karbon dioksida. Pertumbuhan primer merupakan produk dari meristem apical yang berada pada ujung akar dan daun, menghasilkan sel-sel tumbuhan untuk tumbuh memanjang.
b. Pertumbuhan sekunder (secondary growth), adanya aktivitas penebalan secara progresif pada akar dan tunas yang terbentuk sebelumnya oleh pertumbuhan primer. Pertumbuhan skunder adalah produk dari meristem laterar, yang terbentuk dari sel-sel yang membelah ke samping di sepanjang akar dan tunas.











2. PERTUMBUHAN DAN UKURAN JARINGAN/ORGAN
Pertumbuhan utama pada tanaman adalah pemanjangan dari jaringan pada akar dan batang. Pertumbuhan pada tumbuhan tergantung pada letak dari meristem. Pertumbuhan primer menghasilkan tubuh primer tumbuhan (primary plant body), yang terdiri dari tiga sistem jaringan: jaringan dermal, jaringan pembuluh (vaskulet), dan jaringan dasar. Meskipun meristem apikal bertanggung jawab terhadap pembesaran akar dan tunas, terdapat perbedaan penting dalam pertumbuhan primer. Pertumbuhan panjang akar terkonsentrasi di dekat ujung akar, di mana dari ujung akar kearah atas terdapat zona pembelahan sel, zona pemanjanga, dan zona pematangan.
Zona pembelahan-sel (zone of cell-division) meliputi meristem apikal dan turunannya, yang disebut meristem primer. Hasil dari pembelahan selnya membentuk tiga silindris konsentrik sel-sel yang terus membelah selama beberapa waktu. Ini adalah meristem primer: protoderm, prokambium, dan meristem dasar yang akan menghasilkan sistem jaringan utama pada akar: jaringan dermal, jaringan pembuluh, dan jaringan dasar.
Zona pembelahan sel bergabung ke zona pemanjangan (zone of elongation). Disini sel-sel memanjang sampai lebih darisepuluh kali panjang semula. Meskipun meristem menyediakan sel-sel baru untuk pertumbuhan, pemanjangan sel sebagian besar bertanggung jawab terhadap pendorongan ujung akar, termasuk meristem, ke depan. Meristem akan mendukung pertumbuhan secara terus menerus dengan menambahkan sel-sel ke ujung termuda zona pemanjangan tersebut.
Bahkan sebelum meristem menyelesaikan pemanjangan, sel-sel akar akan mulai mengalami spesialisasi struktur dan fungsinya dimana zona pemanjangan menyatu dengan zona pematangan (zone of maturation). Pada daerah akar ini, ketiga sistem jaringan yang dihasilkan oleh pertumbuhan primer meyelesaikan dan menyempurnakan difernsiasinya.

3. BEDA PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN
Perbedaan antara pertumbuhan dan perkembangan adalah; pertumbuhan merupakan perubahan secara kuantitatif dan pertambahan ukuran dan berat kering yang tidak dapat kembali kesediakala (Irreversible). Pertambahan ukuran sel mempunyai batas yang diakibatkan hubungan antara volume dan luas permukaan. Pertambahan protoplasma berlangsung melalui suatu rentetan peristiwa yang meliputi antara lain pembentukan karbohidrat (proses fotosintesis), proses absorbsi, translokasi, metabolisme, respirasi. Tumbuhan bertambah masa dan energinya selama dia bertumbuh. Karbon dan mineral diserap dari lingkungannya. Sebagai bagian dari proses pertumbuhan, sel dengan struktur kompleks seperti membran dan organel dibentuk.
Perkembangan dapat diartikan sebagai proses perubahan secara kualitatif atau mengikuti pertumbuhan tumbuhan atau bagian-bagiannya. Proses hidup yang terjadi di dalam tumbuhan yang meliputi pertumbuhan, diferensiasi sel, dan morfogenesis. Misalnya : perubahan dari fase vegetatif ke generatif
NO PERTUMBUHAN PERKEMBANAGAN
1 Bertambahnya ukuran seperti panjang, lebar, volume dan massa. Suatu proses menuju kedewasaan (menuju suatu keadaan yang lebih tinggi, lebih teratur dan lebih kompleks)

2 Bersifat kuantitatif
Bersifat kualitatif
3 Irreversibel (tidak dapat kembali ke keadaan semula) Reversibel (dapat kembali ke keadaan semula)

4 Reversibel (dapat kembali ke keadaan semula)Dapat diukur dengan menggunakan alat: auksanometer Tidak dapat diukur
4. DIFERENSIASI DAN KOMPETENSI SEL: diferensiasi karena segresi sitoplasma dan diferensiasi karena perbedaan lingkungan
Diferensiasi adalah suatu situasi dimana sel-sel meristematik berkembang menjadi dua atau lebih macam sel/jaringan/organ tumbuhan yang secara kualitatif berbeda satu dengan yang lainnya. Merupakan proses hidup yang menyangkut transformasi sel tertentu ke sel-sel yang lain menurut spesialisasinya (baik spesialisasi dalam hal proses biokimia, fisiologi, maupun struktural). Misalnya pembentukan jaringan xylem dan floem. Diferensiasi merupakan perubahan fisiologis dan morfologis yang terjadi di dalam sel, jaringan, organ atau tumbuhan selama perkembangan, diikuti iikuti dengan peningkatan atau penambahan spesialisasi sel.
Diferensiasi adalah suatu proses umum agar menjadi dewasa. Sel batang dewasa dibagi dan dibentuk secara penuh – diferensiasi sel anak sepanjang perbaikan jaringan dan sepanjang perbaikan sel normal. Sebuah sel dapat berdiferensiasi menjadi beberapa tipe sel yang dikenal sebagai pluripotent. Sebagai contoh yaitu sel meristematik pada tumbuhan tingkat tinggi. Proses diferensiasi mempunyai tiga syarat, yaitu :
1. Hasil asimilasi yang tersedia dalam keadaan berlebihan untuk dapat dimanfaatkan pada kebanyakan kegiatan metabolisme.
2. Temperatur yang menguntungkan.
3. Terdapat sistem enzym yang tepat untuk memperantarai proses diferensiasi.

5. POLARITAS SEL DAN POLARITAS JARINGAN/ORGAN
Setiap sel individu memiliki komponen membran dan struktur sitoskeleton yang berbeda-beda pada berbagai bagian dari sel. Hal ini disebut polarisasi sel. Sel-sel tumbuhan tidak dapat berpindah secara individual di dalam suatu organ yang sedang berkembang, karena sel-sel tumbuhan diimobilisasi oelh dinding sel yang dilekatkan ke sel-sel tetangganya. Hal ini berarti bahwa pembelahan sel dan pembesaran sel yang diorientasikan merupakan mekanisme utama morfogensis tumbuhan. Sitoskeleton mengontrol proses ini.
Contoh yang paling klasik adalah epidermis yang potong dimana sel-sel epidermis diorganisasikan untuk membentuk jaringan dari pemotongan tersebut. Tiap sel dari pada kompleks ini berada dalam kontak yang dekat dengan sel tetangganya dan mempunyai beberapa tipe struktur untuk menghubungkan attachment dan signaling kepada sel-sel lainnya. Kontak yang paling penting dari polarisasi pada sel epidermis adalah tight jungtion (hubungan yang rapat). Itu akan menghubungkan bagian luar daun dari membran-membran sel pada sel-sel tetangga sangat rapat yang membuat protein membran tidak dapat masuk melewati batasan ini.

6. PERANAN POLARITAS PADA PERKEMBANGAN TUMBUHAN
Selama diferensiasi seluler memiliki komponen ruang, karakteristik pada setiap jenis jaringan. Pembentukan pola perkembangan organ dan jaringan beragantung kemampuan sel untuk mendeteksi dan merespon informasi posisional, berupa berbagai jenis sinyal yang menandai masing-masing lokasi sel yang berada di dalam suatu struktur embrionik, seperti ujung tunas. Dengan mempengaruhi laju yang terlokalisir, pada sumbu pembelahan, dan pembesaran sel, sinyal ini secara nyata menyebabkan organ seperti primordia daun muncul sebagai “benjolan” pada tempat tertentu pada tumbuhan tersebut. Di dalam suatu organ yang sedang berkembang, masing-masing sel akan terus mendeteksi informasi posisional dan merespons dengan cara berdiferensiasi menjadi suatu jenis sel tertentu.
Dalam proses pembentukan suatu organ yang belum sempurna, pola pembelahan dan pembesaran sel juga mempengaruhi diferensiasi sel dengan cara menempatkan sel dalam posisi spesifik yang relatif terhadap sel-sel lain. Dengan demikian, informasi posisional mendasari semua proses perkembangan: pertumbuhan, morfogenesis, dan diferensiasi. Suatu pendekatan untuk mempelajari hubungan diantara proses ini adalah analisis klonal, dimana garis keturunan sel (klon) yang diturunkan dari setiap sel dalam suatu meristem apikal dipetakan ketika organ itu berkembang.
7. TEORI BIDANG PEMBELAHAN SEL (Penempatan papan sel)
Selama tahap pembelahan dan sitokinesis pada sel tumbuhan yang berdinding, tidak ada alur pembelahan. Sebagai gantinya selama telofase, vesikula yang diturunkan dari apparatus golgi berpindah di sepanjang mikrotubula ke tengah-tengah sel, dimana vesikula bersatu dan menghasilkan pelat/papan pembelahan sel. Materi dinding sel yang dibawa dalam vesikula berkumpul pada pelat/papan sel yang terbentuk, pelat sel ini membesar hingga membrane di sekelilingnya bergabung dengan membrane plasma di sekeliling sel. Dua sel anak terbentuk dengan membrane plasmanya masing-masing, sementara itu dinding sel baru telah terbentuk diantaranya dan dinding yang memisahkan sel anak.akan terbentuk pada sumbu yang telah ditentukan sebelumnya oleh pita praprofase.