Perkembangbiakan Organisme

Perkembangbiakan terjadi pada semua organisme, yaitu pada mikroorganisme, tumbuhan, hewan, dan manusia. Perkembangbiakan vegetatif atau aseksual adalah perkembangbiakan yang terjadi tanpa didahului dengan pertemuan sel kelamin jantan dan betina. Perkembangbiakan vegetatif atau aseksual terjadi baik pada hewan, tumbuhan, protista, jamur, dan monera. Perkembangbiakan generatif atau seksual diawali dengan pembuahan, yaitu pertemuan sel kelamin jantan dan sel kelamin betina. Pembuahan menghasilkan zigot. Pada tahap berikutnya, zigot berkembang menjadi individu baru.  

1. Perkembangbiakan Tingkat Sel

Sel-sel membelah sehingga jumlah sel bertambah banyak. Pembelahan sel berlangsung melalui beberapa tahap. 

• Pada sel-sel tubuh terjadi pembelahan mitosis, yaitu pembelahan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom sama dengan sel induknya. 
• Pada sel-sel kelamin terjadi pembelahan meiosis, yaitu pembelahan sel yang menghasilkan sel anak dengan jumlah kromosom setengah dari jumlah kromosom sel induknya. Pembelahan ini terjadi pada proses pembentukan sel kelamin.

Pada organisme satu sel, perkembangbiakan dilakukan dengan pembelahan sel secara langsung. Pembelahan sel secara langsung artinya sel membelah tanpa melalui tahap-tahap seperti mitosis dan meiosis. 

2. Perkembangbiakan Tumbuhan

a. Perkembangbiakan Vegetatif

Perkembangbiakan aseksual pada tumbuhan lebih lazim disebut perkembangbiakan vegetatif. 

1) Perkembangbiakan Vegetatif Alami

Perkembangbiakan vegetatif alami adalah perkembangbiakan tumbuhan secara tak kawin tanpa campur tangan manusia. Contohnya adalah sebagai berikut.

• Spora vegetatif, merupakan sel yang berubah fungsi menjadi alat perkembangbiakan. Terdapat pada tumbuhan paku, lumut, dan jamur. Spora terbentuk di dalam kotak spora (sporangium). Apabila kotak spora pecah dan spora jatuh di tempat yang sesuai, maka akan tumbuh menjadi individu baru.
• Umbi batang, adalah batang yang berada di dalam tanah yang berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan. Perbedaan umbi batang dengan umbi akar
• adalah umbi batang mempunyai mata tunas, sedangkan umbi akar tidak. Contoh umbi batang adalah kentang, dahlia, dan gadung.
• Umbi lapis, merupakan modifikasi dari batang dan daun, yaitu pelepah daun yang bertumpuk dan berlapis-lapis, mengalami penebalan, lunak, dan berdaging. Contohnya adalah umbi lapis bawang merah 
• Rhizoma atau akar tinggal, merupakan batang yang tumbuh mendatar di bawah permukaan tanah. Rhizoma menyerupai akar tetapi berbuku-buku seperti batang. Pada ujungnya terdapat kuncup, pada setiap buku terdapat daun yang berubah bentuk menjadi sisik, dan pada setiap ketiak sisik terdapat mata tunas. Contohnya pada lengkuas, kunyit, bunga tasbih, dan jahe.
• Geragih atau stolon, merupakan batang yang menjalar di atas tanah. Biasanya jarak antarbukunya berjauhan. Contohnya tumbuhan yang berkembang biak dengan geragih adalah pegagan, rumput teki, dan arbei.
• Tunas, umumnya tumbuh dari ruas-ruas batang dan dapat menjadi tanaman baru. Contoh pisang, bambu, dan tebu. Tunas yang tumbuh dari organ selain batang disebut tunas adventif, contohnya adalah tunas akar pada sukun dan cemara dan tunas daun pada cocor bebek.

2) Perkembangbiakan Vegetatif Buatan

Perkembangbiakan vegetatif buatan dilakukan dengan bantuan manusia. Contoh perkembangbiakan secara vegetatif buatan adalah sebagai berikut.

• Stek, dilakukan dengan memotong bagian tubuh tumbuhan dan kemudian menanamnya. Dari potongan tersebut diharapkan dapat tumbuh menjadi individu baru. Berdasarkan asal organ tubuhnya, stek dibedakan menjadi stek batang dan stek daun. Stek daun berasal dari daun yang dipotong-potong lalu ditanam. Contoh tanaman hias yang dapat diperbanyak dengan stek daun adalah Begonia sp.
• Menempel (okulasi), yaitu menggabungkan dua tanaman sejenis yang berbeda sifatnya sehingga dihasilkan tanaman baru. Tujuannya untuk mendapatkan tanaman dengan produksi tinggi.  
• Menyambung, yaitu menggabungkan batang dengan ranting dari tanaman sejenis
  
  untuk mendapatkan tanaman baru. Sebagai batang bawah dipilih tanaman yang sistem perakaran dan pertumbuhannya bagus. Sedangkan batang atas diambil dari batang/cabang tanaman yang sudah diketahui kualitas buah atau bunga yang dihasilkannya. 
• Mencangkok, dilakukan dengan cara menyayat dan membuang kulit kayu batang/cabang dan menutupnya dengan tanah. Sayatan yang dilakukan harus sampai menghilangkan bagian kambium. Setelah beberapa waktu, dari bagian kambium di atas sayatan muncul akar. Tanaman yang biasa dicangkok misalnya jambu biji, mangga, dan jeruk.
• Merunduk, dilakukan dengan cara membengkokkan atau melengkungkan sebagian cabang tanaman hingga menyentuh tanah. Pada bagian yang menyentuh tanah itu akan tumbuh akar. Untuk merangsang keluarnya akar,cabang ditimbun dengan tanah. Merunduk sering dilakukan untuk memperbanyak apel,  alamanda, dan bunga kertas.

b. Perkembangbiakan Generatif

Perkembangbiakan generatif pada tumbuhan diawali dengan penyerbukan (polinasi) yang diikuti dengan pembuahan (fertilisasi). Perkembangbiakan ini melibatkan penyatuan gamet jantan dan betina. Gamet pada tumbuhan dihasilkan pada organ bunga.  

1) Bagian-Bagian Bunga

• Tangkai bunga (pediselus), yaitu bagian bunga yang masih jelas bersifat seperti batang.
  
  Fungsinya adalah sebagai tempat duduknya bunga pada batang.
• Dasar bunga (reseptakulum), yaitu ujung tangkai yang melebar dengan ruas-ruas yang amat pendek, sehingga daun-daun yang mengalami perubahan menjadi bagian-bagian bunga duduk amat rapat bahkan tampak duduk dalam satu lingkaran.
• Hiasan bunga (periantium), yaitu bagian bunga yang merupakan modifikasi dari daun. Hiasan bunga umumnya masih tampak berbentuk lembaran dengan tulang-tulang atau urat daun yang jelas. Hiasan bunga terdiri dari kelopak dan mahkota. Kelopak (kaliks) merupakan hiasan bunga yang terletak di sebelah luar. Mahkota bunga (korola) yaitu bagian hiasan bunga yang terletak di lingkaran dalam. Umumnya berwarna menyolok dan menarik, serta memiliki bentuk yang beraneka ragam.
• Alat kelamin, Alat kelamin jantan pada bunga berupa benang sari (stamen). Benang sari memiliki tangkai sari (filamen) dan kepala sari (anthera). Pada kepala sari terdapat kotak sari yang mengandung serbuk sari (pollen). Serbuk sari merupakan gamet jantan pada bunga. Alat kelamin betina berupa putik (pistilum). Putik terdiri dari kepala putik (stigma), tangkai putik (stylus), dan bakal buah (ovarium). Di dalam bakal buah terdapat bakal biji (ovulum) yang mengandung sel telur (ovum). Setiap putik dapat terdiri atas beberapa daun buah tetapi adapula yang hanya terdiri atas satu daun buah.

Berdasarkan keberadaan alat kelamin, bunga dapat dibedakan menjadi bunga sempurna dan bunga tidak sempurna. 

• Bunga sempurna adalah bunga yang memiliki alat kelamin jantan (benang sari) dan alat kelamin betina (putik). Bunga sempurna sering disebut bunga kelamin ganda atau bunga banci. 
• Bunga tidak sempurna adalah bunga yang hanya memiliki salah satu alat kelamin, yaitu putik saja atau benang sari saja. Bunga yang memiliki benang sari saja disebut bunga jantan dan bunga yang hanya memiliki putik saja disebut bunga betina. Sedangkan bunga mandul atau tidak berkelamin adalah bunga yang tidak memiliki benang sari maupun putik. Misalnya bunga pita pada bunga matahari.

Berdasarkan jenis bunganya, tumbuhan dibedakan menjadi dua jenis, yaitu tumbuhan berumah satu dan tumbuhan berumah dua.

• Tumbuhan berumah satu, jika dalam satu pohon terdapat bunga jantan dan bunga betina. Contoh tanaman kembang sepatu dan jagung.
• Tumbuhan berumah dua, jika dalam satu pohon terdapat bunga jantan saja atau bunga betina saja. Contoh tanaman salak dan pakis haji.

2) Penyerbukan

Peristiwa jatuhnya serbuk sari di kepala putik disebut penyerbukan atau persarian. Berdasarkan asal serbuk sari dan putik maka penyerbukan dapat dibedakan menjadi beberapa macam.

a) Penyerbukan sendiri (autogami), yaitu penyerbukan yang terjadi apabila serbuk sari dan putik berasal dari satu bunga. Bunga yang melakukan autogami memiliki struktur yang khas sifatnya, yaitu sekalipun bunga sudah mekar, putiknya tetap terlindungi oleh bagian-bagian bunga lainnya sampai terjadinya penyerbukan sendiri.

Ciri-ciri bunga yang bersifat autogami adalah sebagai berikut.

• Sebelum terjadi penyerbukan, putik selalu terlindungi oleh kumpulan benang sarinya, misalnya benang sari bersatu membungkus putik.
• Mahkota bunganya menutupi alat-alat kelamin bunga itu sehingga menghalangi serbuk sari bunga lain menempel pada kepala putiknya sekalipun bunga sebenarnya sudah mekar.
• Penyerbukan terjadi ketika bunga baru mekar atau bunga masih kuncup, misal pada kacang tanah.

b) Penyerbukan tetangga (geitonogami), yaitu penyerbukan yang terjadi oleh serbuk sari yang berasal dari bunga lain tapi masih dalam satu pohon. Hal ini dapat terjadi karena

bunga tidak memiliki struktur yang khas dan masa kematangan bunga jantan dan betina yang tidak bersamaan.

c) Penyerbukan silang (alogami), yaitu penyerbukan yang terjadi oleh serbuk sari yang berasal dari tumbuhan lain yang sejenis. Apabila serbuk sari berasal dari bunga lain yang tumbuhannya tidak sejenis dinamakan penyerbukan bastar. Geitonogami dan alogami terjadi karena kedudukan benang sari dan putik berjauhan, sehingga tidak memungkinkan terjadi penyerbukan sendiri. Jadi diperlukan perantara dalam proses penyerbukan. 

Berdasarkan faktor penyebab sampainya serbuk sari ke kepala putik, penyerbukan dapat dibedakan menjadi beberapa macam.

a) Anemogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan angin. Ciriciri tumbuhan ini yaitu perhiasan bunganya kecil atau tidak ada, alat kelaminnya terbuka dan tidak memiliki kelenjar madu. Benang sarinya bergelantungan dengan serbuk sari yang sangat kecil dan jumlahnya banyak. Putik biasanya bertangkai panjang dan memiliki cairan perekat. Contoh bunga padi dan bunga jagung.

b) Hidrogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan air. Biasanya terjadi pada tumbuhan yang hidup di air.

c) Zoidiogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan hewan, misalnya serangga, burung, dan kelelawar. Berdasarkan jenis hewan penyerbuknya maka penyerbukan dibedakan menjadi beberapa jenis.

(1) Entomogami, ialah penyerbukan dengan bantuan serangga (misalnya kupu-kupu, kumbang bunga, dan lalat). Bunga menghasilkan madu, mengeluarkan bau khas, mahkota bunga berwarna cerah, dan berukuran besar.

(2) Ornitogami, ialah penyerbukan dengan perantaraan burung, terjadi pada tumbuhan yang bunganya menghasilkan madu, bermahkota lebar dan tebal, dan berwarna cerah.

(3) Kiropterogami, ialah penyerbukan dengan perantara hewan bersayap selaput tangan (kelelawar, kalong, dan kampret). Terjadi pada bunga yang mekar di malam hari

(4) Malakogami, ialah penyerbukan dengan perantara siput.

d) Antropogami, yaitu penyerbukan dengan bantuan manusia. Biasanya tanaman ini sukar mengalami penyerbukan secara alami, misalnya karena struktur bunganya yang unik atau bunga sukar mengeluarkan serbuk sarinya.

3. Perkembangbiakan pada Hewan

a. Perkembangbiakan Aseksual pada Hewan

Perkembangbiakan aseksual pada hewan umumnya terjadi pada hewan tingkat rendah/Avertebrata. Reproduksi aseksual pada hewan ada lima jenis, yaitu pembelahan biner, pembelahan ganda, pembentukan tunas, regenerasi, dan partenogenesis.

• Pembelahan biner, terjadi pada makhluk hidup uniseluler, yaitu dari golongan Monera
  
  dan Protista. Pada pembelahan biner, dari satu individu membelah secara langsung menjadi dua sel anak. Pembelahan biner terdiri dari lima jenis, yaitu pembelahan ortodoks, melintang, membujur, miring, dan strobilasi. Pembelahan biner secara ortodoks/umum terjadi pada Amoeba dan mikroorganisme lain dari golongan Rhizopoda. Pembelahan biner secara melintang terjadi pada Paramecium. Pembelahan dengan tipe membujur contohnya pada Euglena. Tipe pembelahan miring terjadi pada Dinoflagellata. Sedangkan pembelahan biner tipe strobilasi menghasilkan individu baru dari bagian tubuh induk yang lepas, contohnya pada cacing pita (Taenia sp).
• Pembelahan ganda, yaitu pembelahan berulang, sehingga dalam sekali pembelahan dari satu individu dapat dihasilkan lebih dari dua individu. Contoh hewan yang dapat melakukan pembelahan ganda adalah Plasmodium.
• Pertunasan atau budding, yaitu pembentukan tunas kecil yang serupa dengan induk. Tunas ini kemudian memisahkan diri dan menjadi individu baru. Contohnya pada Hydra, ubur-ubur pada saat berbentuk polip, dan hewan dari golongan Porifera. Selain bereproduksi dengan tunas, Porifera juga dapat melakukan reproduksi secara seksual.
• Fragmentasi, individu baru terbentuk dari bagian tubuh induk yang terbagi-
  
  bagi/terputus baik sengaja atau tidak. Setiap bagian tumbuh dan berkembang membentuk bagian yang belum ada sehingga menjadi individu baru yang utuh. Contoh hewan yang melakukan reproduksi secara fragmentasi adalah cacing tanah, bintang laut, dan Planaria. Fragmentasi bukan merupakan cara reproduksi yang utama, karena dalam kondisi normal Planaria bereproduksi secara seksual.
• Partenogenesis, individu baru terbentuk dari telur yang tidak dibuahi. Hewan yang mengalami partenogenesis adalah serangga, misalnya lebah madu.

b. Perkembangbiakan Seksual pada Hewan Tingkat Tinggi

Perkembangbiakan secara seksual pada hewan melibatkan alat reproduksi, sel kelamin/gamet jantan dan gamet betina, serta proses pembuahan atau fertilisasi. Pembuahan pada hewan ada dua jenis, yaitu pembuahan yang terjadi di dalam tubuh induk betina dan pembuahan yang terjadi di luar tubuh. Pembuahan di dalam tubuh induk betina disebut fertilisasi internal. Sedangkan pembuahan di luar tubuh induk betina disebut fertilisasi eksternal.

Perkembangan dan kelahiran embrio dapat terjadi melalui tiga cara, yaitu vivipar, ovipar, dan ovovivipar.

• Vivipar (hewan beranak), yaitu hewan yang embrionya berkembang dan mendapat makanan di dalam uterus (rahim) induk betina. Contohnya adalah kerbau, sapi, gajah, dan harimau.
• Ovipar (hewan bertelur), yaitu hewan yang embrionya berkembang di dalam telur. Telur hewan ini dikeluarkan dari dalam tubuh dan dilindungi oleh cangkang. Embrio memperoleh makanan dari cadangan makanan yang terdapat di dalam telur. Beberapa hewan ovipar mengerami telurnya hingga menetas, misalnya ayam dan merpati. Namun banyak pula induk yang menimbun telur dengan pasir atau bahkan membiarkan begitu saja.
• Ovovivipar (hewan betelur dan beranak), yaitu hewan yang embrionya berkembang di dalam telur, tetapi telur tetap berada di dalam tubuh induk betina. Setelah cukup umur, telur akan pecah di dalam tubuh induk dan anaknya keluar. Contohnya adalah kadal dan ikan hiu.

1) Reproduksi pada Ikan

Pada umumnya ikan bertelur (ovipar) dan pembuahannya terjadi di luar tubuh induk betinanya. Alat kelamin jantan terdiri dari sepasang testis berwarna putih. Sperma dialirkan melalui saluran vas deferens yang bermuara di lubang urogenital. Lubang urogenital merupakan lubang yang dipakai untuk keluarnya urin dan sperma.

Alat kelamin betina terdiri dari sepasang ovarium. Ovarium menghasilkan sel telur. Sel telur dikeluarkan melewati oviduk dan kemudian dialirkan ke lubang urogenital. Setelah ikan betina mengeluarkan sel telur di sembarang tempat atau di tempat tertentu, maka akan diikuti oleh ikan jantan dengan mengeluarkan sperma.

2) Reproduksi pada Katak

Katak termasuk hewan amfibi yang hidup di darat dan air. Pembuahan katak terjadi secara eksternal yang dilakukan di air. Katak bersifat ovipar atau bertelur. Alat kelamin jantan terdiri dari sepasang testis yang berwarna putih kekuningan. Testis menghasilkan sperma. Sperma melewati vas efferentia dan menuju kloaka. Kloaka merupakan tempat keluarnya sperma, saluran urin, dan sisa pembuangan makanan. Alat kelamin betina terdiri dari sepasang ovarium yang menghasilkan sel telur. Telur melewati oviduk dan menuju kloaka.

Pada saat kawin (kopulasi), katak jantan akan naik ke punggung katak betina. Dengan jarinya, katak jantan menekan katak betina sehingga katak betina mengeluarkan sel telur ke dalam air. Saat keluarnya telur, katak jantan akan mengeluarkan spermanya. Terjadilah pembuahan sel telur di dalam air dan akan berkembang menjadi zigot.

3) Reproduksi pada Reptilia

Umumnya reptilia bersifat ovipar, walaupun ada sebagian yang ovovivipar. Pada reptilia jantan, alat kelaminnya terdiri dari sepasang testis, epididimis dan vas deferens. Memiliki alat kelamin khusus yang disebut hemipenis dan dikeluarkan melalui kloaka saat kawin. Sedangkan reptilia betina memiliki alat kelamin terdiri dari sepasang ovarium dan oviduk. Telur bermuara di oviduk. Pada reptil ovovivipar telur akan menetas dalam oviduk.

4) Reproduksi pada Burung

Burung berkembangbiak dengan cara bertelur (ovipar). Umumnya telur akan dierami

hingga menetas. Embrio di dalam telur memerlukan suhu tertentu untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Alat kelamin burung jantan terdiri dari sepasang testis. Sperma yang dihasilkan testis akan menuju vas deferens dan kloaka. Sedangkan alat kelamin betina pada burung terdiri dari ovarium kiri dan oviduk. Saat kawin, kloaka jantan dan betina saling mendekat sehingga ketika sperma keluar dari kloaka jantan akan langsung masuk ke kloaka betina sehingga sel telur dapat dibuahi. Telur burung mempunyai struktur sebagai berikut.

• Cangkang telur, terbuat dari zat kapur yang berpori untuk keluar masuknya udara. Di sebelah dalam cangkang terdapat dua buah membran yang pada salah satu ujungnya tidak saling melekat, sehingga terbentuk rongga udara.
• Albumen (putih telur), berupa cairan kental berwarna putih bening yang berfungsi sebagai cadangan makanan dan melindungi embrio dari guncangan.
• Kuning telur, terdapat di bagian tengah albumen. Pada kuning telur ini terdapat calon embrio. Agar kuning telur tetap pada posisinya, maka terdapat kalaza yang berfungsi menjaga posisi kuning telur.

Pada saat telur dierami, embrio mulai tumbuh. Kuning telur dan putih telur diserap melalui pembuluh darah yang terbentuk mengelilingi kuning telur. Bagian-bagian yang berperan dalam mendukung pertumbuhan embrio adalah sebagai berikut.

• Amnion, merupakan cairan ketuban yang terdapat pada suatu kantung tempat tumbuhnya embrio.
• Alantois, merupakan tempat penyimpanan hasil ekskresi, mengangkut O2 ke dalam embrio dan CO2 keluar dari embrio.
• Tali pusat, yaitu bagian yang menghubungkan kuning telur dengan alantois.

4) Reproduksi pada Mamalia

Mamalia berkembang biak dengan cara melahirkan anak (vivipar). Proses pembuhannya

berlangsung di dalam tubuh induk betina (fertilisasi internal). Setelah dilahirkan, anak hewan mamalia menyusu kepada induknya. Meskipun demikian, ada beberapa jenis mamalia yang tidak melahirkan anaknya, tetapi bertelur. Contohnya adalah platipus (Ornithorynchus anatinus).

Semua hewan Mamalia memiliki alat reproduksi yang hampir serupa. Untuk mempelajarinya, amatilah alat reproduksi tikus berikut ini. Tikus jantan mempunyai sepasang testis yang berfungsi untuk menghasilkan sperma. Sperma dikeluarkan melalui saluran sperma yang disebut vas deferens. Untuk memasukkan sperma ke dalam tubuh hewan betina, digunakan penis.

Tikus betina mempunyai sepasang ovarium yang berfungsi untuk menghasilkan sel telur atau ovum. Sel telur yang telah dilepaskan dari ovarium (ovulasi) keluar melalui saluran telur dan akhirnya sampai di uterus. Jika sel telur ini dibuahi oleh sperma, akan terbentuk zigot yang akan tumbuh dan berkembang menjadi embrio. Tikus mampu mengandung lebih dari satu embrio. Namun tidak semua Mamalia memiliki kemampuan seperti ini. Setiap embrio memperoleh nutrisi dan oksigen dari plasenta yang dihubungkan melalui tali pusat. Jika sudah tiba masa lahirnya, embrio lepas dari uterus dan dikeluarkan melalui vagina.

4. Keuntungan dan Kerugian Reproduksi Seksual dan Aseksual

a. Keuntungan dan kerugian reproduksi generatif

• Tanaman yang ditanam dalam bentuk biji dapat tumbuh lebih kuat dan kokoh.
• Keturunan baru yang dihasilkan sifatnya lebih bervariasi.
• Tanaman mempunyai perakaran yang lebih kuat.  
• Umumnya berumur lebih lama.

Kerugian reproduksi generatif adalah sebagai berikut.

• Tanaman yang diperbanyak dengan biji umur berbuahnya lebih lama.
• Keturunannya sering mempunyai sifat yang tidak sesuai yang diinginkan.

b. Keuntungan dan kerugian reproduksi vegetatif

• Keturunan baru memiliki sifat-sifat seperti induknya.  
• Tumbuhan dapat segera dikembangbiakkan, tidak perlu menunggu sampai tumbuhan itu berbunga, berbuah, dan menghasilkan biji.
• Waktu yang diperlukan untuk berbuah lebih singkat.  

Kerugian reproduksi secara vegetatif adalah sebagai berikut.

• Tanaman baru kurang kokoh karena umumnya berakar serabut yang kurang kuat.
• Tanaman induk akan menderita jika terlalu banyak dahan yang dicangkok atau diambil untuk stek.
• Keturunan yang diperoleh dari satu tanaman induk hanya sedikit. Namun dengan kultur jaringan, dapat diperoleh keturunan dalam jumlah besar, cepat, seragam, dan identik dengan tanaman induknya.