ANATOMI DAN FISIOLOGI TUMBUHAN

Pengertian

• Anatomi tumbuhan: Ilmu yang mempelajari struktur dalam tubuh tumbuhan, seperti jaringan dan organ.

• Fisiologi tumbuhan: Ilmu yang mempelajari fungsi-fungsi bagian tumbuhan, seperti fotosintesis, transpirasi, dan transportasi air/nutrisi.

---

BAGIAN UTAMA TUMBUHAN DAN FUNGSINYA

1. Akar

🔹 Fungsi:

• Menyerap air dan mineral dari tanah

• Menyokong tumbuhan

• Menyimpan cadangan makanan (akar napas, akar rimpang, dll.)

🔹 Struktur Anatomi Akar:

Keterangan:

1. Epidermis: Lapisan luar pelindung akar

2. Korteks: Menyimpan cadangan makanan

3. Endodermis: Mengatur masuknya air dan mineral

4. Silinder pusat (stele): Berisi xilem (mengangkut air) dan floem (mengangkut zat makanan)

---

2. Batang

🔹 Fungsi:

• Menopang daun, bunga, dan buah

• Menyalurkan air dan zat makanan

• Kadang sebagai tempat penyimpanan (contoh: tebu)

🔹 Struktur Anatomi Batang (dikotil):

Keterangan:

1. Epidermis: Lapisan pelindung

2. Korteks: Jaringan penopang

3. Kambium: Jaringan meristem yang memungkinkan pertumbuhan sekunder

4. Xilem: Mengangkut air dari akar ke daun

5. Floem: Mengangkut hasil fotosintesis

6. Empulur: Penyimpan cadangan makanan

---

3. Daun

🔹 Fungsi:

• Tempat utama fotosintesis

• Mengatur penguapan (transpirasi)

• Pertukaran gas

🔹 Struktur Anatomi Daun:

a. struktur Morfologi

Bagian	Fungsi
Helai daun (lamina)	Tempat utama fotosintesis, menangkap cahaya matahari
Tangkai daun (petiolus)	Menghubungkan daun dengan batang
Tulangan daun	Menopang daun dan tempat jalannya xilem & floem
Ujung daun, tepi daun, pangkal daun	Ciri bentuk yang membantu identifikasi tumbuhan

b, Struktur Anatomi Daun

Bagian	Letak & Fungsi
1. Epidermis atas	Lapisan pelindung luar atas daun, biasanya dilapisi kutikula (lilin) untuk mencegah penguapan berlebih
2. Epidermis bawah	Sama seperti atas, tapi biasanya mengandung stomata
3. Kutikula	Lapisan lilin di atas epidermis untuk mengurangi kehilangan air
4. Stomata	Celah kecil untuk pertukaran gas (CO₂, O₂) dan tempat transpirasi
5. Sel penjaga (sel penutup stomata)	Mengatur buka-tutupnya stomata
6. Mesofil palisade (jaringan tiang)	Mengandung banyak kloroplas, tempat utama fotosintesis
7. Mesofil spons (jaringan bunga karang)	Ruang antar selnya memungkinkan sirkulasi gas
8. Berkas pembuluh (xilem dan floem)	Xilem: Mengangkut air dan mineral dari akar Floem: Mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan

⚙️ PROSES FISIOLOGI UTAMA

1. Fotosintesis

📘 Pengertian

Fotosintesis adalah proses biokimia pembuatan makanan (glukosa) oleh tumbuhan hijau menggunakan energi cahaya matahari, karbon dioksida (CO₂) dari udara, dan air (H₂O) dari tanah.

---

🔬 Rumus Kimia Umum

mathematica
6 CO₂ + 6 H₂O + cahaya matahari → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Artinya:

• 6 molekul karbon dioksida

• 6 molekul air

• dengan bantuan cahaya matahari

• menghasilkan 1 molekul glukosa (C₆H₁₂O₆) dan 6 molekul oksigen (O₂)

---

🌿 Tempat Terjadinya Fotosintesis

• Organ: Daun (terutama di jaringan mesofil palisade)

• Sel: Sel tumbuhan yang mengandung kloroplas

• Organel: Kloroplas, mengandung pigmen hijau klorofil yang menyerap cahaya

---

⚙️ Tahapan Fotosintesis

Fotosintesis terjadi dalam dua tahap:

1. Reaksi Terang (di membran tilakoid)

• Memerlukan cahaya matahari

• Menghasilkan ATP, NADPH, dan oksigen (O₂)

• Air (H₂O) dipecah melalui fotolisis

2. Reaksi Gelap / Siklus Calvin (di stroma)

• Tidak memerlukan cahaya langsung

• Menggunakan ATP dan NADPH dari reaksi terang

• Mengubah CO₂ menjadi glukosa (C₆H₁₂O₆)

---

🎯 Fungsi dan Manfaat Fotosintesis

Fungsi	Penjelasan
✅ Menghasilkan glukosa	Sumber energi utama tumbuhan
✅ Menghasilkan oksigen	Diperlukan oleh makhluk hidup untuk bernapas
✅ Menyerap CO₂	Membantu mengurangi gas rumah kaca
✅ Dasar rantai makanan	Semua makhluk hidup bergantung pada hasil fotosintesis

---

📊 Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

Faktor	Pengaruh
Cahaya	Intensitas cahaya memengaruhi kecepatan fotosintesis
Kadar CO₂	Semakin tinggi CO₂, semakin cepat fotosintesis (sampai titik tertentu)
Suhu	Enzim-enzim fotosintesis bekerja optimal di suhu tertentu
Air (H₂O)	Tanpa air, fotosintesis tidak dapat berlangsung

2. Transpirasi

• Penguapan air melalui stomata

• Membantu transportasi air dari akar ke daun

---

3. Transportasi Air dan Nutrisi

• Xilem: Air dan mineral dari akar → daun

• Floem: Hasil fotosintesis dari daun → seluruh tubuh tumbuhan

4. Pertumbuhan dan Perkembangan

• Diatur oleh hormon tumbuhan seperti auksin, giberelin, sitokinin

• Berlangsung di jaringan meristem (ujung akar dan batang)

Perbedaan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan (dan makhluk hidup secara umum) dapat dilihat dari berbagai aspek:

---

🌱 PERTUMBUHAN

Aspek	Penjelasan
Definisi	Proses bertambahnya ukuran (volume), tinggi, massa, dan jumlah sel secara kuantitatif.
Sifat	Irreversibel (tidak bisa kembali ke kondisi sebelumnya).
Dapat diukur?	Ya. Misalnya: tinggi tanaman, berat akar, panjang batang.
Contoh	Akar yang memanjang, batang yang menebal, bertambahnya jumlah daun.
Faktor utama	Dipengaruhi oleh hormon (auksin, giberelin), air, cahaya, suhu, dan nutrisi.

---

🌸 PERKEMBANGAN

Aspek	Penjelasan
Definisi	Proses menuju kedewasaan atau kematangan secara kualitatif, melibatkan diferensiasi sel dan pembentukan organ.
Sifat	Juga irreversibel, tetapi tidak diukur secara fisik melainkan secara fungsional.
Dapat diukur?	Tidak secara kuantitatif, lebih dilihat dari tahapannya.
Contoh	Perubahan dari bunga kuncup menjadi bunga mekar, dari biji menjadi tanaman dewasa.
Faktor utama	Genetik (DNA), hormon, dan lingkungan juga berpengaruh.

---

🔁 Kesimpulan Perbedaan Utama

Pertumbuhan	Perkembangan
Penambahan ukuran/fisik	Menuju kedewasaan/fungsi
Bisa diukur	Tidak bisa diukur
Fokus pada jumlah dan volume sel	Fokus pada perubahan struktur dan fungsi

---

ETOLOGI

Sumber Gambar https://biology2017.wordpress.com/2017/06/05/etologi/

1. Pengertian Etologi

Etologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari perilaku hewan di lingkungan alaminya. Etologi berfokus pada bagaimana hewan berperilaku secara alami, serta faktor-faktor biologis dan evolusioner yang memengaruhinya.

2. Sejarah Etologi

Etologi modern berkembang pada awal abad ke-20 dan semakin berkembang pesat setelah Perang Dunia II.

Tokoh-tokoh penting:

• Konrad Lorenz – Mempelajari imprinting pada angsa.

• Niko Tinbergen – Menetapkan 4 pertanyaan etologi.

• Karl von Frisch – Meneliti komunikasi lebah.

Ketiganya menerima Nobel Fisiologi atau Kedokteran tahun 1973 atas kontribusinya terhadap etologi.

3. Empat Pertanyaan Tinbergen

Untuk memahami perilaku hewan secara utuh, Tinbergen menyarankan empat pendekatan:

1. Kaosal Mekanistik (Causation): Apa penyebab langsung perilaku itu? (hormon, saraf, rangsangan lingkungan)

2. Perkembangan (Ontogeny): Bagaimana perilaku berkembang seiring waktu dan pengalaman?

3. Fungsi (Function): Apa manfaat evolusioner dari perilaku tersebut?

4. Evolusi (Phylogeny): Bagaimana perilaku itu berevolusi dalam spesies?

4. Jenis-jenis Perilaku Hewan

A. Perilaku Innate (Bawaan / Naluriah)

Perilaku yang muncul tanpa pengalaman sebelumnya. Contoh:

• Refleks mengisap pada bayi mamalia.

• Imprinting pada anak bebek.

B. Perilaku Belajar (Learned Behavior)

Perilaku yang dibentuk dari pengalaman atau latihan. Contoh:

• Burung belajar lagu dari induknya.

• Kucing belajar membuka pintu.

5. Bentuk-bentuk Perilaku Hewan

Jenis Perilaku	Contoh
Refleks	Berkedip saat cahaya terang.
Insting	Sarang laba-laba.
Imprinting	Anak bebek mengikuti induk pertama yang dilihat.
Habituasi	Hewan berhenti merespons suara yang tidak berbahaya.
Kondisioning	Anjing mengeluarkan air liur saat mendengar bel (eksperimen Pavlov).
Trial and Error	Tikus belajar keluar dari labirin.
Insight Learning	Simpanse menggunakan tongkat untuk mengambil pisang.
Komunikasi	Lebah menari untuk menunjukkan lokasi makanan.
Agresi & Teritorialitas	Kucing menandai wilayahnya.
Migrasi	Burung bermigrasi setiap musim.
Perilaku Sosial	Semut bekerja sama dalam koloni.

---

6. Metode Penelitian Etologi

Metode	Penjelasan
Observasi Alamiah	Mengamati perilaku di habitat asli.
Eksperimen Laboratorium	Menguji perilaku dalam kondisi terkontrol.
Studi Perbandingan	Membandingkan perilaku antar spesies.
Etogram	Diagram atau daftar perilaku yang diamati.

---

7. Faktor yang Mempengaruhi Perilaku

• Genetik: Banyak perilaku bersifat diwariskan.

• Lingkungan: Pengalaman dan interaksi sosial.

• Hormon dan Sistem Saraf: Mengatur respons dan emosi.

• Evolusi: Perilaku yang menguntungkan akan diwariskan.

8. Aplikasi Etologi

• Konservasi Satwa Liar: Mengetahui perilaku hewan penting untuk program pelestarian.

• Peternakan & Kesejahteraan Hewan: Meningkatkan manajemen kandang dan perlakuan terhadap hewan.

• Perilaku Manusia: Etologi juga menjadi dasar ilmu psikologi evolusioner.

• Pelatihan Hewan: Metode kondisioning digunakan dalam pelatihan anjing, lumba-lumba, dll.

9. Contoh Kasus Nyata

• Imprinting oleh Lorenz: Anak angsa mengikuti peneliti sebagai “ibu”-nya jika melihatnya pertama kali setelah menetas.

• Komunikasi Lebah oleh von Frisch: Lebah madu menunjukkan lokasi bunga dengan “tarian waggle”.

PRILAKU INNATE DAN LEARNED

• Innate = Naluriah, dibawa sejak lahir

• Learned = Diperoleh lewat pengalaman

Berikut perbedaan antara perilaku innate dan perilaku learned secara jelas dan ringkas:

Aspek	Perilaku Innate (Bawaan)	Perilaku Learned (Belajar)
Definisi	Perilaku yang sudah ada sejak lahir, tidak perlu dipelajari.	Perilaku yang diperoleh melalui pengalaman atau latihan.
Dasar biologis	Dipengaruhi oleh faktor genetik.	Dipengaruhi oleh interaksi dengan lingkungan.
Contoh	Refleks mengisap pada bayi, gerakan ekor anjing saat senang, burung membuat sarang.	Anjing duduk setelah dilatih, burung meniru lagu, kucing belajar membuka pintu.
Fleksibilitas	Umumnya kaku, tidak berubah meski lingkungan berbeda.	Fleksibel dan dapat berubah tergantung pengalaman.
Butuh pembelajaran?	Tidak. Sudah muncul secara otomatis.	Ya. Diperlukan latihan atau pengulangan.
Contoh nyata di hewan	Bayi kura-kura langsung menuju laut setelah menetas.	Tikus belajar jalur di labirin untuk mendapatkan makanan.

Empat Pertanyaan Tinbergen

No.	Pertanyaan	Fokus	Penjelasan
1️⃣	Apa penyebab (mekanisme) dari perilaku ini?	Mekanistik / Proksimat	Menjelaskan bagaimana perilaku terjadi. Termasuk kerja saraf, hormon, dan rangsangan.
2️⃣	Bagaimana perilaku ini berkembang selama hidup hewan?	Ontogenetik / Perkembangan	Menjelaskan bagaimana perilaku terbentuk dari bayi hingga dewasa, termasuk peran pengalaman.
3️⃣	Apa fungsi atau manfaat perilaku ini?	Fungsional / Adaptif	Menjelaskan mengapa perilaku ini berguna bagi kelangsungan hidup dan reproduksi.
4️⃣	Bagaimana perilaku ini berevolusi?	Filogenetik / Evolusioner	Menjelaskan dari mana asal perilaku ini, dan bagaimana perilaku ini muncul dalam sejarah evolusi spesies.

---

Contoh Nyata: Burung Bernyanyi

Pertanyaan	Contoh Jawaban
1. Mekanisme?	Karena adanya rangsangan cahaya pagi + hormon testosteron yang mengaktifkan pusat suara di otak.
2. Perkembangan?	Burung belajar lagu dari burung dewasa saat kecil (belajar sosial).
3. Fungsi?	Menarik pasangan dan mempertahankan wilayah.
4. Evolusi?	Bernyanyi berevolusi dari nenek moyang burung sebagai sinyal suara yang berguna.