BIOLOGI SEBAGAI ILMU

• Biologi adalah ilmu tentang kehidupan. Diambil dari bahasa Yunani, bios yang berarti kehidupan dan logos yang berarti ilmu

• Berdasarkan tingkat organisasi :

1.        Tingkat molekul              : Biologi molekuler, biokimia, dan genetika

2.        Tingkat sel                      : Sitologi

3.        Tingkat jaringan              : Histologi

4.        Tingkat organ dan sistem organ : Organologi, anatomi, dan fisiologi :

§  Pulmonologi            : Paru-paru manusia

§  Kardiologi                : Jantung manusia

§  Endokrinologi          : Sistem endoktrin manusia

§  Neurologi                : Sistem saraf manusia

5.        Tingkat individu              : Biologi perkembangan

6.        Tingkat populasi             : Biologi populasi, biogeografi, dan generika populasi

7.        Tingkat ekosistem          : Ekologi, ilmu lingkungan, toksikologi, biologi kelautan, dan limnologi

8.        Tingkat bioma                 : Bioma tropis

• Cabang biologi yang mempelajari kehidupan pada suatu kelompok organisme, diantaranya sebagai berikut : 

1.        Taksonomi      : Pengelompokkan berdasarkan persamaan dan perbedaan organisme

2.        Virologi           : Virus

3.        Mikrobiologi    : Mikroorganisme

4.        Bakteriologi    : Bakteri

5.        Mikologi          : Jamur, ragi, dan kapang

6.        Botani             : Tumbuhan. Co : 

§  Pteridologi              : Paku

§  Bryologi                   : Lumut

7.        Zoologi : Hewan. Co:

§  Entomologi             : Serangga

§  Iktiologi                   : Ikan

§  Herpetologi             : Reptilia dan amfibi

§  Ornitologi                : Unggas

§  Mamologi               : Mamalia

• Cabang biologi berdasarkan aspek kehidupan :

1.        Biologi perkembangan   : Perkembangan individu organisme

2.        Embriologi                      : Perkembangan embrio

3.        Anatomi                          : Struktur internal organisme

4.        Fisiologi                          : Fungsi yang terjadi pada kehidupan organisme

• Cabang biologi kelompok ilmu campuran dan terapan :

1.        Biokimia : Proses kimia dalam sistem kehidupan

2.        Biofisika : Proses fisika dalam sistem kehidupan

3.        Bioteknologi : Teknologi yang memanfaatkan organisme

4.        Paleontologi : Perkembangan sejarah kehidupan berdasarkan catatan fosil

• Manfaat biologi : 

o    Bidang pertanian : Peningkatan produksi pangan

1.        Teknik penanaman yang lebih efisien

2.        Tanaman budidaya melalui rekayasa genetika, mampu menghasilkan insektisida sendiri

3.        Teknik kultur jaringan

4.        Teknik rekayasa genetika, buah-buahan tanpa biji

o    Bidang peternakan : Peningkatan produksi hewan ternak

1.        Inseminasi buatan (kawin suntik)

2.        Fertilisasi in vitro, menghasilkan embrio diluar uterus

o    Bidang kesehatan : Pencegahan diagnosa, dan penanganan terhadao berbagai penyakit dan kelainan

1.        Transplantasi organ

2.        Menciptakan vaksin-vaksin

3.        Teknik bayi tabung

4.        Antibiotik 

o    Bidang industri : 

1.        Pemanfaatan mikroorganisme dalam industri makanan

2.        Pemanfaatan beberapa jenis mikroorganisme dalam industri obat-obatan

• Metode ilmiah, tahapannya :

1.        Menemukan masalah : Pertanyaan yang timbul dari melihat masalah

2.        Mengajukan hipotesis : Hipotesis adalah jawaban sementara terhadap masalah, hipotesis didasari pada pengetahuan dan hasil penelitian terdahulu

3.        Melakukan percobaan : Untuk menguji kebenaran hipotesis. Sebelum melakukan percobaan, harus dilakukan perencanaan  percobaan yang meliputi

§  Menentukan alat dan bahan

§  Menentukan variabel :

1.        Variabel adalah ciri objek yang dapat diukur secara kuantitatif dan memiliki nilai yang berubah-ubah

2.        Variabel bebas merupakan faktor yang diubah 

3.        Variabel terikat adalah faktor yang berubah tergantung perubahan variabel bebas

4.        Pada percobaan biologi terdapat 2 kelompok : Kelompok yang diberi perlakuan dan kelompok kontrol (Kelompokyang tidak diberi perlakuan)

4.        Menarik kesimpulan : Berisi hasil percobaan yang dapat mendukung atau tidak mendukung hipotesis yang dibuat sebelumnya

• Laporan ilmiah, urutannya :

1.        Perumusan masalah dan hipotesis 

2.        Tujuan

3.        Metode 

4.        Hasil

5.        Pembahasan : Harus menunjukkan apakah kasil tersebut menjawab hipotesis awal atau tidak

6.        Kesimpulan : Intisari atau hasil percobaan dan pembahasaan. Harus menjawab pertanyaan awal yang diajukan sebelum melakukan pecobaan

Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia

1. Tahap pertumbuhan sebelum kelahiran

Masa sebelum kelahiran manusia atau masa embrio manusia dimulai dengan adanya fertilisasi (pembuahan) ovum yang dilakukan oleh sel sperma. Dari proses pembuahan ini kemudian dihasilkan yang namanya zigot. Perkembangan zigot menjadi embrio vertebrata mempunyai urutan tahapan sebagai berikut : (1) zigot, (2) fase morulla, (3) fase blastula, (4) fase gastrula, (5) embrio/janin (callon individu baru).

a. Zigot

Zigot merupakan tahap embrionik yang dimulai setelah terjadi peleburan antara dua zat, sperma dan ovum.

b. Morulla

Zigot kemudian membelah secara mitosis dan terus menerus. Pada fase ini pembelahan mitosis yang terjadi hanya akan menambah jumlah sel tanpa diikuti oleh pertambahan massa sel.

c. Blastulla

Dari fase morulla, pembelahan sel terus berlanjut sehingga terbentuk rongga sel (blastocoel) yang berisis cairan. Fase ini disebut dengan blastulla.

d. Gastrulla

Sel-sel terus membelah. Lambat laun terbentuk dua kutub pembelahan, yaitu kutub animal dan kutub vegetal. Sel-sel kutub animal lebih aktif membelah daripada kutub vegetal sehingga terjadi lipatan ke arah dalam (invaginasi) yang akan membentuk jaringan embrional ini akan membentuk 3 lapisan, yaitu lapisan luar (ektoderm), lapisan tengah (mesoderm), dan lapisan dalam (endoderm).

e. Organogenesis

Tahapan selanjutnya, jaringan embrional akan mulai mengalami perubahan bentuk dan terdeiferensiasi membentuk organ berdasarkan lapisannya.

• Lapisan luar (ektoderm) yang akan mengalami diferensiasi menjadi rangka, saraf, alat indera.
• Lapisan tengah (mesoderm) yang kemudian mengalami diferensiasi menjadi rangka, otot, alat-alat peredaran darah, ekskresi dan organ reproduksi.
• Lapisan dalam (endoderm) yang akan mengalami hal serupa menjadi alat-alat pencernaan dan alat pernapasan.

Masa embrio (lamanya dalam landungan) pada manusia ± 40 minggu, dengan urutan sebagai berikut :

1. Janin umur 4 minggu: organ penting seperti jantung sudah sudah terbentuk, mulai tampak tumbuh telinga dan mata.
2. Janin umur 8 minggu : mirip bayi dengan ukuran kepala yang relatif lebih besar, hidung, mata, telinga, , tangan, dan kaki mulai nampak jelas bentuknya.
3. Janin umur 10 minggu panjang 6 cm terlihat seperti bayi. Ukuran kepala lebih besar jika dibandingkan dengan ukuran badannya. Selain itu, perkembangan mata, telinga, jari tangan dan kaki sudah makin sempurna.
4. Umur 7 bulan perkembanagn embrio telah sempurna. Bai yang lahir pada bulan ke-7 disebut bayi prematur.
5. Umur 32 minggu, panjang janin telah mencapai 40 cm.
6. Umur 40 minggu, janin siap dilahirkan (9 bulan 10 hari).

2.    Tahap pertumbuhan dan perkembangan setelah kelahiran

Perkembangan pada manusia terjadi secara bertahap dengan ciri-ciri tertentu :

a. Balita (bawah lima tahun, 0-5 tahun)

Masa balita merupakan awal pertumbuhan dan perkembangan manusia setelah dilahirkan. Ciri-ciri masa balita sebagai berikut:

• Perkembangan fisik sangat pesat.
• Perkembangan motorik, seperti tengkurap, merangkap, berjalan, kemudian berlari.
• Perkembangan komunikasi, seperi tertawa, berteriak, mengucap satu kata kemudian berbicara.
• Perkembangan kemundian, seperti bertepuk tangan, meminta, minum dari gelas, dan memakai baju sendiri.
  Baca juga : Tabel Berat Badan Bayi Ideal

b. Anak-anak (usia 6-10 tahun)

Ciri-ciri masa anak-anak sebagai berikut:
1)    Mulai berpikir untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan sekitar.
2)    Rasa ingin tahu sangat besar.
3)    Keinginan untuk sesuatu sangat besar
4)    Mengenal baik dan buruk
5)    Emosi masih berubah-ubah.

c.    Masa remaja (usia 11-18 tahun)

Pada masa puber terjadi perubahan fisik dan psikologi yang pesat. Anak perempuan lebih cepat mengalami masa puber daripada anak laki-laki.

1. Perubahan fisik

Perubahan fisik yang terjadi pada tahapan pertumbuhan dan perkembangan manusia dipengaruhi oleh hormon-hormon reproduksi. Perubahan ini meliputi ciri-ciri kelamin primer dan sekunder.

a) Laki-laki

Masa puber seorang laki-laki dimulai ketika organ-organ reproduksi laki-laki telah berfungsi. Massa puber ini ditandai dengan peristiwa mimpi basah, yaitu keluarnya sperma dari tubuh. Sperma dihassilkan oleh testis.

Ciri-ciri kelamin sekunder:
a.    Laki-laki
1.    Dada menjadi lebar dan bidang
2.    Suara membesr dan berat.
3.    Tumbuh rambut pada ketiak dan sekitar kemaluan.
4.    Jakun membesar.

b)    Perempuan
Masa puber seorang perempuan dimulai ketika organ-organ reproduksi perempuan telah berfungsi. Masa puber in ditandai dengan haid (menstruasi), yaitu keluarnya darah dari lubang vagina akibat peluruhan ovum bersama lapisan dinding rahim. Peristiwa pelepasan ovum dari ovarium disebut ovulasi.

Lama siklus menstruasi perempuan berbeda-beda. Lama masa menstruasi dipengaruhi oleh faktor makanan, gangguan emosional, stress, gangguan emosinal, stree, atau kondisi kesehatan. Rata-rata siklus mentruasi 28 hari.

Ciri-ciri kelamin sekunder:
1.    Payudara dan pinggul membesar.
2.    Kulit menjadi halus.
3.    Suara kecil dan lembut.
4.    Tumbuh rambut pada ketiak dan sekitar kemaluan.

d.    Manula (manusai lanjut usia, 50 tahun ke atas)

Ciri-ciri manula sebagai berikut :
1.    Penururnan fungsi organ-organ tubuh, misalnya berkurangnya pendengaran.
2.    Gerakan menjadi lambat karena persendian kaku dan tulang keropos (osteoporosis).
3.    Tubuh cepat letih dan daya tahan tubuh terhadap penyakit menurun.
4.  Pada wanita mengalami menopause, tahapan pertumbuhan dan perkembangan manusia ini ditandai dengan berhebentinya haid karena organ reproduksi tidak mampu mengahasilkan ovum yang matang.

Pertumbuhan dan Perkembangan Pada Hewan

Kita pernah membahas mengenai pertumbuhan dan perkembangan pada manusia yang secara fisik sedikit sekali perbedaannya dengan pertumbuhan dan perkembangan pada hewan. Proses pertumbuhan dan perkembangan hewan dan manusia terjadi di seluruh bagian tubuh, berbeda dengan tumbuhan yang terjadi hanya pada bagian tertentu saja, yaitu di daerah meristem. Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan sama halnya juga dengan manusia, dengan diawali 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.

1. Fase Embrionik

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

a. 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 blastosol. Fase ini disebut fase blastula.

b. 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.

Zigot - Blastula - Gastrula

c. Organogenesis, merupakan proses pembentukan berbagai organ tubuh yang berkembang dari tiga lapisan saat proses gastrulasi.

Organogenesis pada mahluk hidup

Organ yang terbentuk dari ketiga lapisan ini adalah sebagai berikut. 
1) Lapisan ektoderm, berkembang menjadi rambut, kulit, sistem saraf, dan indra. 
2) Lapisan mesoderm, berkembang menjadi otot, rangka, alat reproduksi, alat peredaran darah, dan alat ekskresi. 
3) Lapisan endoderm, berkembang menjadi alat pencernaan dan alat pernapasan.

2. Fase Pascaembrionik

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 dan Metagenesis

Beberapa jenis hewan mengalami metamorfosis dalam pertumbuhan dan perkembangannya. Beberapa jenis hewan yang lain mengalami metagenesis. Selain pada hewan, metagenesis juga terjadi pada tumbuhan.

1. 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.

a. Metamorfosis Sempurna 
Metamorfosis sempurna ditandai dengan adanya fase yang disebut pupa atau kepompong. Bentuk larva dengan serangga dewasa jauh berbeda. Tahapan dalam metamorfosis 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).

Metamorfosa sempurna pada lalat

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 metamorfosis tidak sempurna adalah sebagai berikut.

Metamorfosa tidak sempurna pada belalang

2. Metagenesis

Beberapa jenis hewan dan tumbuhan ada yang mengalami proses metagenesis. Metagenesis adalah proses pergiliran hidup yaitu antara fase seksual dan aseksual. Hewan dan tumbuhan yang mengalami metagenesis akan mengalami dua fase kehidupan, yaitu fase kehidupan yang bereproduksi secara seksual dan fase kehidupan yang bereproduksi secara aseksual. 

Metagenesis pada tumbuhan dapat diamati dengan jelas pada tumbuhan tak berbiji (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. Tumbuhan lumut yang sering kamu jumpai merupakan fase gametofit. Sedangkan tumbuhan paku yang kamu lihat sehari-hari merupakan fase sporofit. Pergiliran keturunan antara fase sporofit dan gametofit itulah yang disebut metagenesis. Beberapa hewan tingkat rendah juga mengalami metagenesis, contohnya Obelia dan Aurelia. Perhatikan metagenesis ubur-ubur (Aurelia), dari gambar itu tampak jelas bahwa ubur-ubur (Aurelia) memiliki dua jenis kehidupan yaitu kehidupan saat menempel (polip) dan kehidupan bergerak bebas (medusa).

Metagenesis pada tumbuhan paku

Metagenesis pada ubur-ubur

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pertumbuhan adalah proses kenaikan volume yang bersifat irreversibel (tidak dapat balik), dan terjadi karena adanya pertambahan jumlah sel dan pembesaran dari tiap-tiap sel. Pada proses pertumbuhan biasa disertai dengan terjadinya perubahan bentuk. Pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif.

Perkembangan adalah proses menuju dewasa. Proses perkembangan berjalan sejajar dengan pertumbuhan. Berbeda dengan pertumbuhan, perkembangan merupakan proses yang tidak dapat diukur. Dengan kata lain, perkembangan bersifat kualitatif, tidak dapat dinyatakan dengan angka.

Organisme disebut telah dewasa apabila telah mampu berkembang biak secara generatif. Pada tumbuhan, hal itu ditandai dengan terbentuknya bunga. Sedang pada manusia dan mamalia lainnya ditandai dengan telah berkembangnya gonade yang menghasilkan sel-sel kelamin (gamet). Pada pria ditandai dengan dimulainya produksi sel sperma oleh testis, dan pada wanita menghasilkan ovum (sel telur) yang dibentuk di ovarium.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Pada tanaman, pertumbuhan dimulai dari proses perkecambahan biji. Perkecambahan dapat terjadi apabila kandungan air dalam biji semakin tinggi karena masuknya air ke dalam biji melalui proses imbibisi. Apabila proses imbibisi sudah optimal, dimulailah perkecambahan.

Struktur yang pertama muncul, yang menyobek selaput biji adalah radikula yang merupakan calon akar primer. Radikula adalah bagian dari hipokotil. Pada bagian ujung sebelah atas terdapat epikotil (calon batang). Berdasar letak kotiledonnya, ada dua jenis perkecambahan yaitu tipe epigeal, dan tipe hipogeal.

Perkecambahan tipe hipogeal

Perkecambahan tipe epigeal

Pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder

Biji yang sudah berkecambah akan segera diikuti oleh pertumbuhan primer karena pada pucuk dan ujung akar terdapat jaringan yang bersifat meristematik (selalu membelah). Pemanjangan ujung akar dan ujung batang tersebut disebut pertumbuhan primer. Pada tumbuhan dikotil terdapat jaringan kambium yang merupakan meristem sekunder akan menyebabkan terjadinya pertumbuhan sekunder (membesar). Kambium akan membelah ke arah luar membentuk kulit kayu (floem), dan membelah ke arah dalam membentuk kayu (xilem). Pada monokotil tidak terdapat kambium sehingga hanya mengalami pertumbuhan primer saja. Pertumbuhan primer dan sekunder berlangsung terus menerus selama tumbuhan tersebut hidup.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan

Pertumbuhan pada tumbuhan dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:

a.    Faktor luar

Faktor luar adalah materi atau hal-hal yang terdapat diluar tanaman yang berdampak pada tanaman itu, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Termasuk ke dalam faktor luar adalah cahaya, temperatur, air, garam-garam mineral, iklim, gravitasi bumi, dan lain-lain.

1. Nutrisi

Tumbuhan memerlukan unsur mineral dengan jumlah tertentu. Unsur yang diperlukan dalam jumlah banyak disebut unsur makro, sedangkan unsur yang diperlukan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro.

2. Cahaya

Cahaya mutlak diperlukan oleh semua tumbuhan hijau untuk melakukan fotosintesis, tetapi pengaruhnya terhadap pertumbuhan perkecambahan tumbuhan adalah menghambat, karena cahaya dapat menyebabkan terurainya auxin sehingga dapat menghambat pertumbuhan. Hal ini dapat dibuktikan apabila kita meletakkan dua kecambah, yang satu di tempat gelap dan yang lain di tempat terang. Dalam jangka waktu yang sama, kecambah di tempat gelap tumbuh lebih cepat tetapi tidak normal. Pertumbuhan yang amat cepat di dalam gelap ini disebut etiolasi.

Pot kiri adalah perkecambahan normal, sedangkan sebelah kanan perkecambahan yang mengalami etiolasi

Pada tumbuhan terdapat pigmen yang disebut fitokrom, yang berfungsi mengontrol pertumbuhan dan perkembangan kloroplas, sintesis klorofil, pembentukan hormon tumbuhan (misalnya giberelin), dan pengaturan posisi daun terhadap sinar matahari. Selain itu, fitokrom berpengaruh juga terhadap fotoperiodisme, yaitu pengaruh lamanya pengaruh pencahayaan terhadap pertumbuhan dan pembentukan bunga.

Berdasarkan panjang dan intensitas penyinaran, tumbuhan dikelompokkan menjadi 3 jenis, yaitu:

• Tumbuhan berhari pendek (shortday plant) : Berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih pendek daripada periode kritis. Contohnya: strawberry, dahlia, aster, dan krisatinum.
• Tumbuhan berhari panjang (longday plant) : berbunga dan berbuah bila periode penyinaran lebih panjang daripada periode kritis. Contohnya: bayam selada, gandum, dan kentang.
• Tumbuhan netral (dayneutral plant) : Tidak dipengaruhi oleh lamanya periode penyinaran. Contoh: mawar, anyer, dan bunga matahari.

3. Suhu

Secara umum, suhu akan berpengaruh terhadap kerja enzim. Bila suhu terlalu tinggi, enzim akan rusak,  dan bila suhu terlalu rendah enzim menjadi tidak aktif.

4. Kelembaban atau kadar air

Sampai pada batas-batas tertentu, makin tinggi kadar air, pertumbuhan akan makin cepat. Karena lebih banyak kadar air yang diserap dan lebih sedikit yang diuapkan, akan menyebabkan pembentangan sel-sel, dengan demikian sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimalnya.

b.    Faktor dalam

Selain faktor genetik, yang termasuk faktor-faktor dalam adalah hormon-hormon yang terlibat dalam pertumbuhan tanaman. Hormon merupakan substansi yang dihasilkan oleh tumbuhan, biasanya dalam jumlah yang sangat sedikit yang berfungsi secara fisiologis mengendalikan arah dan kecepatan tumbuh bagian-bagian dari tumbuhan.

Berikut ini adalah macam-macam hormon pada tumbuhan beserta fungsinya:

• Auksin : Auksin dibentuk oleh ujung batang dan ujung akar. Auksin yang dihasilkan oleh ujung batang akan mendominasi pertumbuhan batang utama, sehingga pertumbuhan cabang relatif sedikit. Keadaan ini dikenal dengan istilah dominansi apikal (apical dominance). Dengan memotong ujung batang, dominansi apikal akan hilang, sehingga pertumbuhan cabang-cabang batang berjalan dengan baik. Auksin dapat terurai bila terkena cahaya. Bila suatu koleoptil dikenai cahaya dari samping, maka bagian koleoptil yang terkena cahaya auksinnya akan terurai sehingga pertumbuhannya lebih lambat daripada bagian koleoptil yang tidak terkena cahaya. Akibatnya koleoptil akan tumbuh membelok ke arah datangnya sinar.
• Giberelin : Hormon ini berfungsi mengatur pemanjangan batang (ruas batang), juga pertumbuhan pucuk dan pembentukan buah. Secara umum fungsi giberelin adalah untuk merangsang pertumbuhan meraksasa dan terbentuknya buah tanpa biji (partenokarpi).
• Sitokinin : Hormon tumbuhan ini mempengaruhi pertumbuhan, pengaturan pembelahan sel, dan pemanjangan sel. Konsentrasi sitokinin dan auksin yang seimbang merupakan hal yang sangat penting dalam pertumbuhan tanaman. Sitokinin sendiri tampaknya mempunyai peranan dalam memperpanjang usia jaringan.
• Asam Absisat (= dormin) : Asam absisat ditemukan pada umbi-umbian dan biji-biji yang dorman, beberapa jenis buah-buahan, daun, dan jaringan tumbuhan lain. Secara fungsi asam absisat adalah mempercepat penuaan daun, merangsang pengguguran daun, dan memperpanjang masa dormansi (menghambat perkecambahan biji).
• Gas etilen : Buah yang sudah tua menghasilkan gas etilen yang dianggap sebagai hormon yang dapat mempercepat pemasakan buah yang masih mentah. Gas etilen meningkatkan respirasi sehingga buah yang asalnya keras dan masam, menjadi empuk dan berasa manis.
• Kalin: Kalin adalah hormon yang merangsang pembentukan organ tubuh. Berdasarkan organ yang dibentuknya, kalin dibedakan atas:
  • Kaulokalin : merangsang pembentukan batang
  • Rhyzokalin : merangsang pembentukan akar. Sekarang telah diketahui bahwa rhyzokalin identik dengan vitamin B1 (thiamin)
  • Filokalin : merangsang pembentukan daun
  • Antokalin : merangsang pembentukan bunga
• Asam traumalin : Batang atau akar tumbuhan dapat mengalami luka. Tumbuhan memiliki kemampuan untuk memperbaiki bagian yang luka, disebut daya restitusi atau regenerasi. Peristiwa ini terjadi dengan bantuan hormon luka atau kambium luka atau asam traumalin. Lukaluka yang terjadi dapat tertutup kembali dengan membentuk jaringan kalus dan jaringan yang rusak dapat diganti dengan yang baru. Bahkan dari luka pada bagian tertentu dari tubuh tumbuhan dapat tumbuh tunas baru.