Pertumbuhan, Perkembangan, dan Reproduksi

Modul Olimpiade IPA SD — Bab 17

Coba lihat foto kamu waktu masih bayi. Wajahnya mungkin masih mirip, tetapi ukurannya jauh berbeda. Bajumu yang dulu kebesaran sekarang sudah tidak muat lagi, dan sepatu yang tahun lalu masih longgar kini terasa sempit.

Hal yang sama terjadi pada semua makhluk hidup. Biji kacang hijau yang kecil bisa menjadi tanaman setinggi lutut. Telur ayam bisa menjadi ayam dewasa. Ulat yang menjijikkan bisa berubah menjadi kupu-kupu yang cantik.

Tetapi tumbuh saja tidak cukup. Setiap makhluk hidup akhirnya akan tua dan mati. Supaya jenisnya tidak punah, ia harus meneruskan hidupnya lewat keturunan.

Bab ini bercerita tentang dua hal itu: bagaimana makhluk hidup tumbuh dan berkembang, dan bagaimana ia berkembang biak. Kita akan mulai dari yang paling dekat denganmu — tubuhmu sendiri yang terus bertambah tinggi — lalu melangkah ke tumbuhan, hewan, dan kembali lagi ke manusia.

Tumbuh dan Berkembang, Apa Bedanya?

Perhatikan Gambar Pertumbuhan dan Perkembangan. Dua kata ini sering dipakai bergantian dalam percakapan sehari-hari, padahal artinya tidak sama.

Pertumbuhan adalah bertambahnya ukuran makhluk hidup: bertambah tinggi, bertambah berat, bertambah besar, dan bertambah banyak jumlah selnya. Karena berupa ukuran, pertumbuhan dapat diukur dengan angka — pakai penggaris, pakai timbangan, pakai meteran.

Pertumbuhan juga bersifat tidak dapat kembali (irreversibel). Tinggi badanmu tidak akan menyusut ke ukuran semula hanya karena kamu ingin begitu.

Perkembangan adalah proses menuju kedewasaan: organ tubuh menjadi matang dan siap menjalankan fungsinya. Perkembangan tidak dapat diukur dengan angka, hanya bisa diamati lewat perubahan ciri-cirinya.

Tumbuhan yang mulai berbunga, anak ayam yang bulunya berganti, atau remaja yang suaranya membesar — itu semua contoh perkembangan.

Cara membedakannya paling mudah adalah dengan bertanya: bisakah ini diukur dengan penggaris atau timbangan? Kalau bisa, itu pertumbuhan. Kalau hanya bisa dilihat perubahan cirinya, itu perkembangan.

Ingat! Pertumbuhan dan perkembangan berlangsung bersamaan dan tidak dapat dipisahkan. Keliru kalau berpikir tumbuhan tumbuh dulu sampai selesai, baru kemudian berkembang. Sejak biji berkecambah, keduanya sudah berjalan beriringan.

Apa yang Membuat Makhluk Hidup Tumbuh

Perhatikan Gambar Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan. Semua yang memengaruhi pertumbuhan dibagi menjadi dua kelompok besar.

Faktor internal berasal dari dalam tubuh makhluk hidup itu sendiri. Isinya hanya dua: gen dan hormon.

Gen adalah pembawa sifat menurun. Gen menentukan batas maksimal pertumbuhan. Pohon kelapa tidak akan pernah setinggi pohon jati sekalipun dipupuk sebanyak apa pun, karena gennya memang begitu.

Hormon adalah zat pengatur tumbuh yang dihasilkan sendiri oleh tubuh. Jumlahnya sedikit, tetapi pengaruhnya besar.

Faktor eksternal berasal dari lingkungan: nutrien (zat makanan), cahaya, temperatur (suhu), kelembapan dan air, serta kadar oksigen dan pH tanah.

Hubungan keduanya bisa dibayangkan begini: gen menentukan seberapa tinggi potensi pertumbuhan, tetapi lingkunganlah yang menentukan apakah potensi itu benar-benar tercapai. Tanaman berbibit unggul tetap akan kerdil kalau ditanam di tanah yang tandus.

Cerita Kecambah yang Tumbuh di Tempat Gelap

Ada percobaan sederhana yang hampir selalu muncul di soal olimpiade. Dua pot kacang hijau ditanam bersamaan. Pot pertama diletakkan di tempat terang, pot kedua ditutup kardus sehingga gelap gulita.

Seminggu kemudian, hasilnya mengejutkan. Kecambah di tempat gelap justru lebih tinggi daripada yang di tempat terang!

Tetapi coba perhatikan Gambar Etiolasi baik-baik. Kecambah yang tinggi itu kurus, lemah, dan pucat — daunnya hijau pucat kekuningan karena kekurangan klorofil. Kalau disentuh, batangnya mudah rebah.

Keadaan tumbuh yang terlalu cepat, tinggi, kurus, dan pucat karena kekurangan cahaya ini disebut etiolasi.

Penyebabnya adalah hormon auksin. Auksin memacu pemanjangan sel batang, tetapi auksin rusak bila terkena cahaya. Di tempat gelap, auksin tidak ada yang merusak, sehingga bekerja maksimal dan batang memanjang secepat-cepatnya.

Perhatikan Gambar Hormon Tumbuh pada Tumbuhan. Selain auksin, tumbuhan memiliki beberapa hormon lain yang perlu kamu kenali.

Auksin memacu pemanjangan sel dan bekerja maksimal di tempat gelap. Giberelin memacu pemanjangan batang dan membantu perkecambahan. Sitokinin memacu pembelahan sel dan pertumbuhan tunas. Etilen mempercepat pematangan buah. Asam absisat justru menghambat pertumbuhan dan membuat biji tidur (dormansi).

Ingat! Karbit bukan boraks, bukan gas asam arang (karbon dioksida), dan bukan sekam padi. Pilihan-pilihan itu sering muncul sebagai pengecoh.

Dari Biji Menjadi Tumbuhan

Perhatikan Gambar Perkecambahan. Perkecambahan (germinasi) adalah tumbuhnya embrio di dalam biji menjadi tumbuhan baru.

Prosesnya dimulai ketika biji yang sedang tidur (dormansi) menyerap air dan membengkak. Kulit biji pecah, lalu radikula (calon akar) keluar lebih dulu menembus tanah. Setelah akar mencengkeram, barulah plumula (calon batang dan daun) tumbuh ke atas.

Syarat perkecambahan ada tiga: air yang cukup, oksigen, dan suhu yang sesuai.

Perhatikan bahwa cahaya tidak termasuk syarat. Justru banyak biji berkecambah lebih baik di tempat gelap. Inilah yang sering menjebak: karena tumbuhan butuh cahaya untuk berfotosintesis, orang mengira biji juga butuh cahaya untuk berkecambah. Padahal biji masih hidup dari cadangan makanan di dalam dirinya sendiri.

Perhatikan Gambar Bagian Biji dan Asalnya. Di dalam sebutir biji ada beberapa bagian penting.

Kulit biji membungkus dan melindungi bagian dalam. Kotiledon atau keping biji berisi cadangan makanan. Plumula adalah calon batang dan daun. Radikula adalah calon akar. Hipokotil dan epikotil adalah batang lembaga, yaitu bagian di bawah dan di atas keping biji.

Jumlah keping bijinya menentukan golongan tumbuhan. Berkeping satu berarti monokotil, berkeping dua berarti dikotil. Biji jarak, misalnya, berkeping dua sehingga tumbuhannya termasuk Dicotyledonae.

Membaca Grafik Pertumbuhan

Soal olimpiade sering menyajikan pertumbuhan dalam bentuk grafik. Kuncinya cuma satu: kemiringan grafik menunjukkan laju pertumbuhan.

Perhatikan Gambar Membaca Grafik Pertumbuhan. Bagian yang paling curam berarti pertumbuhannya paling cepat. Bagian yang mendatar berarti pertumbuhannya sudah berhenti — ukurannya tidak bertambah lagi meskipun waktu terus berjalan.

Contoh Soal 1

Grafik panjang tubuh seekor kelinci naik tajam dari umur 0 sampai 2 tahun, lalu mulai landai, dan setelah umur 3 tahun garisnya mendatar. Apa yang dapat kamu simpulkan?

Pembahasan:

Langkah 1 — baca bagian curam. Antara umur 0 sampai 2 tahun grafiknya paling curam, artinya di masa itulah kelinci tumbuh paling cepat.

Langkah 2 — baca bagian mendatar. Setelah umur 3 tahun garisnya mendatar. Mendatar berarti panjang tubuhnya tetap.

Jawaban: Setelah usia 3 tahun, kelinci itu kemungkinan besar tidak bertambah panjang lagi.

Ingat! Garis mendatar bukan berarti kelinci menyusut atau mati. Mendatar hanya berarti ukurannya berhenti bertambah. Turun barulah berarti berkurang.

Menghitung Pembelahan Sel

Pertumbuhan sebenarnya terjadi karena sel membelah diri. Perhatikan Gambar Menghitung Hasil Pembelahan Sel: satu sel menjadi dua, dua menjadi empat, empat menjadi delapan, dan seterusnya.

Kalau generasi pertama berisi satu sel, maka jumlah sel pada generasi ke-g adalah 2^{g-1}.

Jadi generasi II berisi 2^{1} = 2 sel, generasi III berisi 2^{2} = 4 sel, dan generasi IV berisi 2^{3} = 8 sel.

Contoh Soal 2

Satu sel membelah terus-menerus. Pada generasi IV, seperempat dari selnya mati. Berapa jumlah sel pada generasi V?

Pembahasan:

Langkah 1 — hitung generasi IV. 2^{4-1} = 2^{3} = 8 sel.

Langkah 2 — kurangi yang mati. Seperempat dari 8 adalah 2 sel. Yang masih hidup dan mampu membelah tinggal 8 - 2 = 6 sel.

Langkah 3 — belah sekali lagi. Setiap sel hidup membelah menjadi dua, jadi 6 \times 2 = 12 sel.

Jawaban: Generasi V berisi 12 sel.

Ingat! Sel yang sudah mati tidak ikut membelah. Kesalahan yang paling sering terjadi adalah menghitung 2^{4} = 16 lalu baru dikurangi — padahal pengurangannya harus dilakukan sebelum pembelahan berikutnya.

Kalau yang tumbuh adalah jumlah individu dalam satu populasi — misalnya bakteri di dalam cawan — grafiknya punya bentuk khas. Perhatikan Gambar Membaca Kurva Pertumbuhan Populasi.

Kurva yang terus naik tanpa batas berbentuk huruf J. Ini terjadi kalau makanan dan ruang seolah-olah tidak terbatas.

Kurva yang naik lalu mendatar berbentuk huruf S. Populasi berhenti bertambah karena makanan dan ruang mulai habis.

Kurva yang naik lalu menurun menandakan populasi itu sedang menuju kematian — misalnya karena makanannya benar-benar habis atau lingkungannya beracun.

Kalau dua kurva punya kemiringan yang mirip pada bagian tertentu, artinya laju pertumbuhan keduanya di masa itu relatif sama.

Dua Cara Makhluk Hidup Berkembang Biak

Perhatikan Gambar Dua Cara Berkembang Biak. Semua cara berkembang biak sebenarnya hanya masuk dua kelompok.

Generatif (seksual) berlangsung melalui pembuahan, yaitu peleburan sel kelamin jantan dan betina. Karena melibatkan dua induk, keturunannya menerima sifat dari keduanya sehingga bervariasi.

Vegetatif (aseksual) berlangsung tanpa pembuahan dan cukup dari satu induk. Keturunannya memiliki sifat yang sama persis dengan induknya.

Masing-masing punya keunggulan. Keuntungan utama cara generatif adalah munculnya variasi — dari variasi itulah makhluk hidup punya peluang lebih baik bertahan saat lingkungan berubah. Sebaliknya, keunggulan cara vegetatif adalah sifat unggul induk dapat dipertahankan persis dan prosesnya jauh lebih cepat.

Perkembangbiakan Vegetatif pada Tumbuhan

Perhatikan Gambar Perkembangbiakan Vegetatif Alami. Cara-cara ini terjadi dengan sendirinya di alam.

Tunas muncul dari pangkal batang induk — contohnya pisang, bambu, dan tebu. Geragih atau stolon adalah batang yang menjalar mendatar di atas tanah dan menumbuhkan tanaman baru pada ruas-ruasnya — contohnya stroberi, pegagan, dan rumput teki.

Rimpang (rhizoma) mirip geragih, tetapi menjalarnya di dalam tanah — contohnya jahe, kunyit, dan lengkuas. Umbi batang adalah batang yang menggembung berisi cadangan makanan seperti kentang. Umbi lapis adalah daun berlapis-lapis yang menebal seperti bawang merah.

Ada juga tumbuhan yang berkembang biak dengan spora (paku dan lumut) atau dengan tunas adventif yang tumbuh dari tepi daun seperti cocor bebek.

Perhatikan Gambar Perkembangbiakan Vegetatif Buatan. Cara-cara ini sengaja dilakukan manusia untuk memperbanyak tanaman unggul.

Mencangkok dilakukan dengan mengupas kulit batang lalu membungkusnya dengan tanah sampai tumbuh akar. Stek adalah memotong batang, daun, atau akar lalu menanamnya. Merunduk adalah membengkokkan batang sampai menyentuh tanah agar tumbuh akar di titik sentuhnya.

Menyambung (enten) adalah menyambungkan batang atas dari satu tanaman ke batang bawah tanaman lain. Menempel (okulasi) adalah menempelkan mata tunas tanaman satu ke batang tanaman lain. Kultur jaringan adalah menumbuhkan potongan jaringan tanaman di media steril di laboratorium.

Ingat! Bedakan baik-baik: menyambung (enten) menempelkan batang, sedangkan okulasi menempelkan mata tunas saja. Keduanya sama-sama menggabungkan dua tanaman, tetapi bagian yang dipindahkan berbeda.

Bunga, Alat Perkembangbiakan Generatif Tumbuhan

Perhatikan Gambar Alat Kelamin pada Bunga. Bunga yang indah itu sebenarnya adalah alat perkembangbiakan tumbuhan.

Benang sari adalah alat kelamin jantan. Di ujungnya (kepala sari) dihasilkan serbuk sari yang mengandung sel kelamin jantan.

Putik adalah alat kelamin betina. Bagian atasnya disebut kepala putik, batangnya disebut tangkai putik, dan bagian bawahnya menggembung membentuk bakal buah (ovarium). Di dalam bakal buah terdapat bakal biji (ovulum) yang berisi sel telur.

Bunga yang memiliki benang sari dan putik sekaligus disebut bunga sempurna. Bunga yang memiliki kelopak, mahkota, benang sari, dan putik lengkap keempat-empatnya disebut bunga lengkap.

Penyerbukan dan Pembuahan

Perhatikan Gambar Penyerbukan dan Pembuahan. Inilah pasangan istilah yang paling sering tertukar di soal olimpiade.

Penyerbukan (polinasi) adalah menempelnya serbuk sari pada kepala putik. Pada tahap ini serbuk sari baru sekadar menempel — belum bertemu sel kelamin betina sama sekali.

Pembuahan (fertilisasi) adalah peleburan inti sel kelamin jantan dengan sel telur di dalam bakal biji. Hasilnya adalah zigot, yang kemudian tumbuh menjadi embrio atau lembaga.

Jadi urutannya: penyerbukan dulu, baru pembuahan. Setelah serbuk sari menempel, ia tumbuh membentuk buluh serbuk sari yang menjalar turun sampai ke bakal biji — barulah pembuahan terjadi.

Perhatikan Gambar Macam Penyerbukan Menurut Asal Serbuk Sarinya. Ada empat macam, dibedakan dari seberapa jauh asal serbuk sarinya.

Penyerbukan sendiri (autogami): serbuk sari jatuh ke putik pada bunga yang sama. Penyerbukan tetangga (geitonogami): serbuk sari berasal dari bunga lain, tetapi masih pada tumbuhan yang sama.

Penyerbukan silang (alogami): serbuk sari berasal dari tumbuhan lain yang sejenis. Penyerbukan bastar (hibridogami): serbuk sari berasal dari tumbuhan lain yang masih sejenis tetapi berbeda varietas.

Ingat! Perhatikan arah perpindahannya: yang benar adalah serbuk sari jatuh ke kepala putik, bukan putik yang jatuh ke serbuk sari. Kalimat yang membalik arah ini sering dipakai sebagai jebakan.

Dari Bunga Menjadi Buah dan Biji

Perhatikan Gambar Dari Bunga Menjadi Buah. Setelah pembuahan berhasil, mahkota bunga layu dan gugur — tetapi bagian bawah putiknya justru membesar.

Dinding bakal buah (dinding ovarium) tumbuh menebal menjadi daging buah. Bakal biji (ovulum) yang telah dibuahi tumbuh menjadi biji.

Jadi kalau di soal ada gambar buah dengan bagian M menunjuk daging buah dan bagian N menunjuk biji, maka M berasal dari dinding bakal buah, dan N berasal dari bakal biji.

Biji tidak boleh jatuh menumpuk tepat di bawah induknya, karena mereka akan berebut cahaya dan air. Karena itu tumbuhan punya berbagai cara menyebarkan bijinya.

Perhatikan Gambar Ciri Biji yang Disebarkan Angin. Biji yang penyebarannya dibantu angin (anemokori) memiliki ciri: ringan, kecil, dan bersayap atau berambut. Contohnya biji mahoni dan biji dandelion.

Sebaliknya, biji yang berlemak, berkulit keras, atau berbau harum biasanya disebarkan oleh hewan (zookori) — karena hewan tertarik memakannya. Sedangkan buah berongga yang dapat mengapung seperti kelapa menyebar lewat air (hidrokori).

Pergiliran Keturunan pada Lumut dan Paku

Lumut dan paku punya cara berkembang biak yang unik: hidupnya berganti-ganti antara dua bentuk. Peristiwa ini disebut pergiliran keturunan (metagenesis).

Dua bentuk itu adalah gametofit (tahap yang menghasilkan gamet atau sel kelamin) dan sporofit (tahap yang menghasilkan spora).

Perhatikan Gambar Pergiliran Keturunan Lumut dan Paku. Pada lumut, yang tampak hijau dan kita sebut "tumbuhan lumut" itu sebenarnya adalah gametofit — jadi gametofitnya dominan. Sporofitnya kecil dan menumpang hidup di atas gametofit.

Pada paku dan tumbuhan berbiji, kebalikannya: yang tampak besar adalah sporofit. Gametofit paku sangat kecil, berbentuk seperti hati, dan disebut protalium.

Gamet dibentuk di gametofit. Sel telur dibentuk di dalam arkegonium, sedangkan sperma dibentuk di dalam anteridium.

Ingat! Sperma lumut dan paku tidak dibawa oleh angin. Yang bisa diterbangkan angin adalah spora, bukan sperma. Dua hal ini sering tertukar. Perlu diingat juga bahwa lumut tanduk termasuk kelompok lumut, bukan paku.

Perkembangbiakan Aseksual pada Hewan dan Mikroorganisme

Perhatikan Gambar Perkembangbiakan Aseksual pada Hewan. Tidak semua makhluk perlu pasangan untuk berkembang biak.

Membentuk spora: menghasilkan sel khusus yang tahan keadaan buruk, lalu tumbuh menjadi individu baru bila keadaan membaik. Contohnya alga, jamur, dan tumbuhan paku.

Pembelahan biner: satu sel membelah langsung menjadi dua sel baru. Contohnya bakteri, Amoeba, dan Paramecium.

Regenerasi atau fragmentasi: potongan tubuh tumbuh menjadi individu utuh. Contohnya planaria, bintang laut, dan cacing pipih.

Membentuk tunas: muncul tonjolan pada tubuh induk yang kemudian memisahkan diri. Contohnya ragi (Saccharomyces), Hydra, dan hewan karang.

Ubur-ubur punya daur hidup yang menarik karena menggabungkan cara seksual dan aseksual sekaligus. Perhatikan Gambar Daur Hidup Ubur-Ubur.

Medusa dewasa (bentuk payung yang biasa kita lihat berenang) menghasilkan sel kelamin. Pembuahan menghasilkan larva bersilia yang disebut planula. Ini tahap seksual.

Planula lalu menempel di dasar laut dan tumbuh menjadi polip (scyphistoma). Polip memperbanyak diri dengan cara bertumpuk membentuk strobila — peristiwanya disebut strobilasi. Ini tahap aseksual.

Tumpukan itu kemudian melepaskan medusa muda yang disebut ephyra, dan ephyra tumbuh menjadi medusa dewasa kembali.

Tiga Cara Hewan Melahirkan Keturunan

Perhatikan Gambar Tiga Cara Hewan Melahirkan Keturunan. Yang membedakan ketiganya adalah di mana embrio berkembang dan dari mana ia mendapat makanan.

Ovipar (bertelur): embrio berkembang di dalam cangkang telur, di luar tubuh induk, dan makanannya berasal dari kuning telur. Contohnya ayam, katak, ikan, kupu-kupu, dan buaya.

Vivipar (melahirkan): embrio berkembang di dalam rahim induk dan mendapat makanan langsung dari induknya. Contohnya kucing, sapi, paus, dan manusia.

Ovovivipar: telur menetas di dalam tubuh induk, lalu anaknya dilahirkan. Makanan embrio tetap dari kuning telur, bukan dari induk. Contohnya beberapa jenis ular, kadal, dan ikan hiu tertentu.

Ada satu hal yang sangat sering keliru dipahami: bertelur tidak sama dengan pembuahan di luar tubuh.

Fertilisasi internal berarti pembuahan berlangsung di dalam tubuh induk betina. Ini terjadi pada hampir semua hewan darat, termasuk yang bertelur seperti ayam, bebek, dan nyamuk.

Fertilisasi eksternal berarti pembuahan berlangsung di luar tubuh. Induk betina melepaskan telur ke air, lalu induk jantan menyemprotkan sperma di atasnya. Ini terjadi pada katak dan sebagian besar ikan.

Soal sering menyajikan hal ini sebagai tabel berisi beberapa kolom sekaligus: nama hewan, cara berkembang biak, jenis fertilisasi, dan suhu tubuh. Kamu diminta menemukan baris yang keliru.

Karena itu perlu diingat pula golongan suhu tubuhnya. Hewan berdarah panas adalah burung dan mamalia — suhu tubuhnya tetap meskipun lingkungan berubah. Hewan berdarah dingin adalah ikan, amfibi, reptil, dan serangga — suhu tubuhnya naik turun mengikuti lingkungan.

Jadi bebek berdarah panas, sapi berdarah panas, sedangkan nyamuk dan katak berdarah dingin. Kekeliruan yang paling sering diselipkan pada tabel semacam ini ada dua: sapi ditulis "bertelur" padahal melahirkan, dan katak ditulis "berdarah panas" padahal dingin.

Ingat! Pada soal tabel, periksa setiap kolom pada setiap baris — jangan berhenti setelah menemukan satu kesalahan, sebab sering ada lebih dari satu.

Perhatikan Gambar Fertilisasi Internal dan Eksternal. Bebek bertelur tetapi fertilisasinya internal. Sapi melahirkan dan fertilisasinya internal. Nyamuk bertelur dengan fertilisasi internal. Hanya katak yang fertilisasinya eksternal.

Ingat! Untuk soal tabel semacam ini, jangan langsung memilih setelah menemukan satu kesalahan. Periksa setiap kolom pada setiap baris — sering ada lebih dari satu jebakan.

Metamorfosis

Metamorfosis adalah perubahan bentuk tubuh hewan sejak menetas sampai dewasa. Ada dua macam, dan cara membedakannya sangat sederhana: ada atau tidak adanya tahap pupa.

Perhatikan Gambar Metamorfosis Sempurna. Urutannya: telur → larva → pupa → dewasa (imago). Pada tahap larva, bentuk tubuhnya sangat berbeda dari yang dewasa — ulat sama sekali tidak mirip kupu-kupu. Di dalam pupa (kepompong), tubuhnya seolah dibongkar dan disusun ulang.

Contohnya kupu-kupu, lalat buah, lebah, nyamuk, semut, dan kumbang.

Perhatikan Gambar Metamorfosis Tidak Sempurna. Urutannya hanya tiga tahap: telur → nimfa → dewasa (imago). Tidak ada pupa.

Nimfa sudah mirip hewan dewasa, hanya saja lebih kecil dan sayapnya belum lengkap. Contohnya belalang, jangkrik, kecoa, capung, walang sangit, dan belalang sembah.

Serangga yang bermetamorfosis tidak sempurna termasuk kelompok hemimetabola, sedangkan yang bermetamorfosis sempurna termasuk holometabola.

Selama menjadi nimfa, serangga berganti kulit (molting) berkali-kali. Alasannya masuk akal: rangka luar serangga bersifat keras dan kaku sehingga tidak dapat ikut membesar. Supaya bisa tumbuh, kulit lama harus ditinggalkan.

Katak juga bermetamorfosis, tetapi urutannya khas. Perhatikan Gambar Metamorfosis Katak.

Telur diletakkan berkelompok di dalam air. Telur menetas menjadi berudu yang bernapas dengan insang, berekor, dan belum berkaki. Lalu tumbuh kaki belakang, disusul kaki depan, sementara insang mulai digantikan paru-paru. Setelah itu menjadi katak berekor yang ekornya makin menyusut, dan akhirnya menjadi katak dewasa yang bernapas dengan paru-paru dan kulit.

Contoh Soal 3

Lima gambar daur hidup katak diberi nomor: 1 = telur, 2 = berudu berkaki belakang, 3 = katak berekor, 4 = berudu, 5 = katak dewasa. Bagaimana urutan yang benar?

Pembahasan:

Langkah 1 — mulai dari telur. Nomor 1.

Langkah 2 — telur menetas jadi apa? Berudu tanpa kaki = nomor 4.

Langkah 3 — lalu tumbuh kaki. Berudu berkaki belakang = nomor 2.

Langkah 4 — ekor menyusut. Katak berekor = nomor 3.

Langkah 5 — dewasa. Nomor 5.

Jawaban: 1 – 4 – 2 – 3 – 5.

Perkembangbiakan pada Manusia

Perhatikan Gambar Sel Kelamin Manusia. Sel kelamin jantan manusia disebut spermatozoa, bentuknya kecil dan mampu bergerak sendiri. Sel kelamin betina disebut sel telur atau ovum, ukurannya jauh lebih besar dan tidak bergerak sendiri.

Sperma terdiri atas tiga bagian: kepala yang berisi inti sel, leher atau bagian tengah, dan ekor sebagai alat gerak.

Ciri khas yang sering ditanyakan: mitokondria sperma berkumpul di bagian leher. Mitokondria adalah tempat menghasilkan energi, dan energi itu diperlukan agar ekor dapat bergerak mencambuk terus-menerus.

Ingat! Jumlah kromosom sperma sama dengan jumlah kromosom sel telur, yaitu masing-masing 23. Dan sperma tetap memiliki inti sel — inti itu justru isi utamanya, karena di dalamnya tersimpan sifat menurun dari ayah.

Perhatikan Gambar Pembuahan dan Awal Kehidupan. Sperma dan sel telur bertemu di dalam saluran telur (tuba fallopi). Peleburan keduanya menghasilkan satu sel yang disebut zigot.

Zigot segera membelah diri berulang-ulang, lalu menempel pada dinding rahim dan disebut embrio. Setelah organ tubuhnya mulai terbentuk, ia disebut janin (fetus).

Selama di dalam rahim, janin memperoleh makanan dan oksigen dari ibunya melalui plasenta dan tali pusat. Ia terlindung dalam cairan ketuban yang meredam guncangan. Setelah kira-kira sembilan bulan sepuluh hari, bayi pun lahir.

Karena pertemuan sperma dan sel telur berlangsung di dalam tubuh, manusia termasuk hewan dengan fertilisasi internal.

Sebagian pasangan sulit memperoleh keturunan secara alami. Salah satu bantuan teknologi untuk mereka adalah bayi tabung (fertilisasi in vitro).

Perhatikan Gambar Bayi Tabung. Sel telur dan sperma diambil dari pasangan tersebut, lalu dipertemukan di luar tubuh di dalam cawan laboratorium. Setelah terbentuk zigot dan mulai membelah, embrio muda itu ditanam kembali ke dalam rahim ibu, dan berkembang di sana sampai bayi lahir.

Pubertas dan Peran Gizi

Pubertas adalah masa ketika alat perkembangbiakan mulai berfungsi. Inilah bukti nyata bahwa perkembangan sedang berlangsung — bukan sekadar pertumbuhan.

Perhatikan Gambar Pubertas dan Peran Gizi. Pada laki-laki, cirinya antara lain suara membesar, tumbuh jakun, tumbuh rambut halus di beberapa bagian tubuh, serta dada dan bahu membidang. Pada perempuan, suara menjadi lebih halus, pinggul membesar, tumbuh rambut halus, dan mulai mengalami menstruasi.

Semua perubahan itu dikendalikan oleh hormon. Nah, hormon sendiri tersusun dari bahan yang berasal dari makanan, terutama protein.

Ingat! Jawaban yang benar bukan "membuat tubuh kuat", bukan "membuat tahan penyakit", dan bukan "membuat terlihat dewasa". Semua itu memang manfaat gizi, tetapi yang langsung berhubungan dengan ciri reproduksi adalah pembentukan hormon.

Latihan Yuk!

1. Apa perbedaan pertumbuhan dan perkembangan? Beri satu contoh masing-masing.
2. Mengapa kecambah di tempat gelap justru lebih tinggi? Apa nama keadaan itu?
3. Mengapa karbit dapat mematangkan buah?
4. Bagian biji manakah yang bukan berasal dari pembuahan, dan dari mana asalnya?
5. Apa perbedaan bunga sempurna dan bunga lengkap?
6. Serbuk sari jambu jenis A jatuh ke putik jambu jenis B. Apa nama penyerbukannya?
7. Sebutkan tiga ciri biji yang disebarkan angin, dan satu ciri biji yang disebarkan hewan.
8. Di organ apa sel telur dan sperma tumbuhan lumut dibentuk?
9. Urutkan daur hidup ubur-ubur, dan sebutkan mana tahap seksual dan mana tahap aseksual.
10. Hewan apa yang fertilisasinya eksternal, dan mengapa harus di air?
11. Mengapa nimfa harus berganti kulit berkali-kali?
12. Di bagian mana mitokondria sperma berkumpul, dan untuk apa?

Kunci Jawaban Latihan

• Pertumbuhan = bertambah ukuran, dapat diukur, irreversibel (contoh: tinggi badan). Perkembangan = menuju kedewasaan, tidak dapat diukur (contoh: tumbuhan mulai berbunga).
• Karena hormon auksin bekerja maksimal saat tidak ada cahaya. Keadaannya disebut etiolasi; hasilnya tinggi tetapi kurus dan pucat.
• Karbit (kalsium karbida) + air menghasilkan gas asetilena yang pengaruhnya menyerupai hormon etilen.
• Kulit biji, berasal dari selaput bakal biji (jaringan induk), bukan dari zigot.
• Bunga sempurna punya benang sari dan putik. Bunga lengkap punya kelopak, mahkota, benang sari, dan putik.
• Penyerbukan bastar (hibridogami) — sejenis tetapi beda varietas.
• Angin: ringan, kecil, bersayap/berambut. Hewan: berlemak (atau berkulit keras dan berbau harum).
• Sel telur di arkegonium, sperma di anteridium.
• Medusa → planula → polip → strobila → ephyra → medusa. Seksual: medusa menghasilkan gamet sampai terbentuk planula. Aseksual: strobilasi pada polip yang melepaskan ephyra.
• Katak (dan sebagian besar ikan). Sperma dan telur dilepaskan ke air karena sperma perlu media cair untuk berenang mencapai telur.
• Karena rangka luarnya keras dan kaku sehingga tidak dapat ikut membesar; kulit lama harus ditinggalkan agar tubuh bisa tumbuh.
• Di bagian leher (bagian tengah), untuk menyediakan energi bagi gerakan ekor.

Rangkuman

• Pertumbuhan = bertambah ukuran, dapat diukur, irreversibel. Perkembangan = menuju kedewasaan, tidak dapat diukur. Keduanya berjalan bersamaan.
• Faktor internal hanya gen dan hormon; sisanya (nutrien, cahaya, suhu, kelembapan, oksigen, pH) adalah faktor eksternal.
• Etiolasi = tumbuh tinggi, kurus, pucat di tempat gelap karena auksin bekerja maksimal.
• Hormon tumbuhan: auksin (pemanjangan sel), giberelin (pemanjangan batang), sitokinin (pembelahan sel), etilen (pematangan buah), asam absisat (dormansi). Karbit menghasilkan gas asetilena yang menyerupai etilen.
• Syarat perkecambahan: air, oksigen, suhu sesuai. Cahaya tidak termasuk. Kulit biji adalah satu-satunya bagian biji yang bukan hasil pembuahan.
• Kemiringan grafik = laju pertumbuhan; mendatar = berhenti tumbuh. Jumlah sel generasi ke-g adalah 2^{g-1}. Kurva populasi J = naik tanpa batas, S = naik lalu mendatar.
• Generatif = ada pembuahan, dua induk, keturunan bervariasi. Vegetatif = tanpa pembuahan, satu induk, keturunan sama persis.
• Vegetatif alami: tunas, geragih (di atas tanah), rimpang (di dalam tanah), umbi batang, umbi lapis, spora. Vegetatif buatan: cangkok, stek, merunduk, menyambung/enten (batang), okulasi (mata tunas), kultur jaringan.
• Penyerbukan = serbuk sari menempel di kepala putik. Pembuahan = peleburan sel kelamin di bakal biji. Bastar = sejenis tetapi beda varietas.
• Daging buah dari dinding bakal buah; biji dari bakal biji. Biji yang disebarkan angin: ringan, kecil, bersayap.
• Lumut: gametofit dominan. Paku dan tumbuhan berbiji: sporofit dominan. Sperma keduanya berflagel dan berenang di air — tidak dibawa angin.
• Aseksual hewan: alga (spora), bakteri (biner), planaria (regenerasi), ragi (tunas). Ubur-ubur: medusa → planula → polip → strobila → ephyra.
• Ovipar/vivipar/ovovivipar dibedakan dari tempat embrio berkembang. Bertelur belum tentu fertilisasi eksternal — hanya katak dan sebagian ikan yang eksternal.
• Metamorfosis sempurna punya pupa (1–3–5–2 pada kupu-kupu); tidak sempurna hanya telur–nimfa–dewasa (hemimetabola), dan nimfa berganti kulit (molting). Katak: 1–4–2–3–5.
• Manusia: mitokondria sperma di leher; pembuahan di saluran telur; janin diberi makan lewat plasenta dan tali pusat. Pada bayi tabung, hanya pembuahannya di luar tubuh.
• Ciri pubertas dikendalikan hormon, dan gizi yang baik memengaruhi pembentukan hormon.

Penutup

Kalau kamu perhatikan, seluruh isi bab ini sebenarnya menjawab satu pertanyaan besar: bagaimana kehidupan bisa terus berlanjut?

Jawabannya ada dua lapis. Lapis pertama, setiap makhluk hidup tumbuh dan berkembang sampai batas yang ditentukan gennya. Lapis kedua, sebelum ia habis waktunya, ia meneruskan hidupnya lewat keturunan.

Dan untuk urusan meneruskan itu, alam menyediakan dua jalan. Jalan generatif menghadirkan variasi, sehingga selalu ada individu yang cocok ketika lingkungan berubah. Jalan vegetatif menjaga sifat induk tetap sama, sehingga yang sudah terbukti unggul tidak hilang.

Ketika kamu menemui soal tentang bab ini, coba tanyakan tiga hal sederhana: berapa induknya, adakah pembuahan, dan di mana embrio berkembang?

Dari tiga pertanyaan itu, hampir semua istilah di bab ini — generatif dan vegetatif, internal dan eksternal, ovipar dan vivipar — akan jatuh ke tempatnya masing-masing.