FOTOTROPISME

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN
FOTOTROPISME

(1507100052)
Program Studi Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
2009

ABSTRAK


Fototropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan cahaya. Factor yang mempengaruhi garak fototropisme adalah hormon auksin yang sensitive terhadap arah datangnya cahaya. Praktikum ini dilakukan di laboratorium botani kampus Biologi ITS. Praktikum dimulai satu minggu sebelum pengamatan dengan menggunakan dua jenis biji tanaman, yaitu biji kacang kedelai (Soya max) dan kacang hijau ( Phaseolus radiatus). Biji dikecambahkan pada tiga jenis tempat, tempat gelap dan tertutup total, tertutup sebagian dan terbuka sebagai control. Setelah satu minggu didapatkan tanaman pada tempat tertutup memiliki batang yang tinggi, daun yang pucat. Tanaman di tempat tertutup sebagian yang batangnya membelok ke arah lubang yang terkena cahaya dan tanaman yang dibiarkan terbuka memiliki daun yang hijau.

Kata kunci: fototropisme, Phaseolus radiatus, cahaya






PENDAHULUAN
Tumbuhan merupakan makhluk hidup yang tidak dapat berpindah tempat secara aktiv. Pergerakan tanaman hanya dilakukan oleh sebagian organ-organnya saja. Pergerakan ini dipengaruhi oleh factor rangsangan dari luar seperti cahaya, sentuhan dan gravitasi bumi juga dari dalam bagian tumbuhan sendiri seperti pergerakan sitoplasma sel. Fototropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan cahaya. Gerak bagian tumbuhan yang menuju kearah cahaya disebut fototropisme positif. Misalnya gerak ujung batang tumbuhan yang membelok ke arah datangnya cahaya (Anonim,2009). Pada banyak spesies dapat diketahui bahwa tanaman dapat mengatur pemunculan daunnya secara aktif menuju arah datangnya cahaya. Fenomena inilah yang disebut dengan fototropisme(Kahlen,2009). Percobaan ini bertujuan untuk mengetahui arahperkecambahan biji karena pengaruh cahaya.



TINJAUAN PUSTAKA

Gerak Pada Tumbuhan

A.Gerak Etionom
Gerak etionom merupakan reaksi gerak
tumbuhan yang disebabkan oleh adanya
rangsangan dari luar. Berdasarkan hubungan
antara arah respon gerakan dengan asal
rangsangan, gerak etionom dapat dibedakan
menjadi gerak taksis, tropisme, dan nasti.
Jika yang bergerak hanya bagian dari tumbuhan
maka disebut gerak tropisme. Jika yang
bergerak seluruh bagian tumbuhan maka disebut
gerak taksis. Jika gerakan itu tidak
dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan
disebut gerak nasti.
1.Tropisme
Tropisme adalah gerak bagian tumbuhan yang
arah geraknya dipengaruhi arah datangnya
rangsangan. Bagian yang bergerak itu misalnya
cabang , daun, kuncup bunga atau sulur. Gerak
tropisme dapat dibedakan menjadi tropisme
positif apabila gerak itu menuju sumber
rangsang dan tropisme negatif apabila gerak
itu menjauhi sumber rangsang. Ditinjau dari
macam sumber rangsangannya, tropisme dapat
dibedakan lagi menjadi fototropisme,
geotropism, hidrotropisme, kemotropisme, dan
tigmotropisme.
a. Fototropisme
Fototropisme adalah gerak bagian tumbuhan
karena rangsangan cahaya. Gerak bagian
tumbuhan yang menuju kearah cahaya disebut
fototropisme positif. Misalnya gerak ujung
batang tumbuhan yang membelok kea rah
datangnya cahaya.
b. Geotropisme
Geotropisme adalah gerak bagian tumbuhan
karena pengaruh gravitasi bumi (geo = bumi).
Jika arah geraknya menuju rangsang disebut
geotropisme positif, misalnya gerakan akar
menuju tanah. Jika arah geraknya menjauhi
rangsang disebut geotropisme negatif,
misalnya gerak tumbuh batang menjauhi tanah.
c. Hidrotropisme
Hidrotropisme adalah gerak bagian tumbuhan
karena rangsangan air (hidro = air). Jika
gerakan itu mendekati air maka disebut
hidrotropisme positif. Misalnya, akar tanaman
tumbuh bergerk menuju tempat yang banyak
airnya ditanah. Jika tanaman tumbuh menjauhi
air disebut hidrotropisme negatif. Misal,
gerak pucuk batang tumbuhan yang tumbuh keatas
air.
d. Kemotropisme
Kemotropisme adalah gerak bagian tumbuhan
karena rangsangan zat kimia. Jika gerakannya
mendekati zat kimia tertentu disebut
kemotropisme positif. Misalnya, gerak akar
menuju zat didalam tanah. Jika gerakannya
menjauhi zat kimia tertentu disebut
kemotropisme negatif, contohnya gerak akar
menjauhi racun.
e. Tigmotropisme
Gerak bagian tumbuhan karena adanya
rangsangan sentuhan satu sisi atau
persinggungan disebut trigmotropisme. Gerakan
ini tampak jelas pada gerak membelit ujung
batang ataupun ujung sulur dari Cucurbitaceae
dan Passiflora. Contoh tanaman yang bersulur
adalah ercis, anggur, markisa, semangka, dan
mentimun.
2.Nasti
Nasti adalah gerak tumbuhan yang arahnya tidak dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan, tetapi ditentukan oleh tumbuhan itu sendiri.
a. Fotonasti
Fotonasti gerak nasty yang disebabkan oleh rangsangan cahaya. Misal, gerakan mekarnya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) di sore hari.
b. Niktinasi
Niktinasi (nyktos = malam) merupakan gerak
nasty yang disebabkan oleh suasana gelap, sehingga disebut juga gerak tidur. Misalnya,
pada malam hari daun-daun tumbuhan Leguminosae
atau polong-polongan seperti bunga merak
(Caesalpinia pulcherrima) dan daun kupu-kupu
(Bauhinia purpurea) akan menutup dan akan membuka
keesokan harinya ketika matahari terbit.
c. Tigmonasti atau Seismonasti
Tigmonasti / seismonasti adalh gerakan
nasty yang disebabkan oleh rangsang sentuhan
atau getaran. Contoh gerak menutupnya daun
sikejut atau putrid malu (Mimosa pudica), jika
disentuh. Jika hanya satu anak daun dirangsang
dengan sentuhan, rangsangan itu diteruskan ke
seluruh tumbuhan sehingga anak daun lain ikut
mengatup.
d. Termonasti
Termonasti merupakan gerak nasti yang
disebabkan oleh rangsan suhu, seperti mekarnya
bunga tulip dan crocus. Bunga-bunga tersebut
mekar jika mendadak mengalami kenaikan
temperature, dan akan menutup kembali bila
temperatur menurun.
e. Haptonasi
Haptonasi merupakan gerak nasti yang
terjadi pada tumbuhan insektivora yang
disebabkan oleh sentuhan serangga. Daun pada
tumbuhan insektivora misalnya Dionaea,
sejenis tumbuhan perangkap lalat (Venus”s flytrap)
sangat sensitif terhadap sentuhan. Bila ada
serangga yang menyentuh bagian dalam daun,
daun akan segera menutup sehingga serangga
akan terperangkap di antara kedua belhan daun.
f. Nasti Kompleks
Nasti komoleks merupakan gerak nasti yang
disebabkan oleh beberapa factor sekaligus,
seperti karbondioksida, pH, temperature, dan
kadar kalsium. Contohnya gerak membuka dan
menutupnya stomata pada daun.
3.Taksis
Taksis adalah gerak seluruh tubuh atau
bagian dari tubuh tumbuhan yang berpindah
tempat dan arah perpindahannya dipengaruhi
rangsangan. Gerakan yang arahnya mendekati
sumber rangsangan disebut sebagai taksis
positif dan yang menjauhi sumber rangsangan
disebut taksis negatif. Sedangkan macam atau
sumber rangsangan taksis meliputi cahaya, zat
kimia, dan rangsang listrik.
Bila rangsangan berupa zat kimia, gerak
yang timbul disebut kemotaksis. Contohnya
gerak gamet jantan berflagela (spermatozoid)
yang dihasilkan oleh anteridium lumut kearah
gamet betina (sel telur) di dalam arkegonium.Bila rangsangan berupa cahaya disebut fototaksis, rangsangan listrik disebut galvanotaksis.Fototaksis dan galvanotaksis biasanya terjadi pada organism tingkat rendah.
(Anonim,2009)

Faktor Yang Mempengaruhi Perkembangan Dan Pertumbuhan Tumbuhan
Banyak faktor alasan atau penyebab yang mempengaruhi perkembangan dan pertumbuhan tumbuh-tumbuhan, tanaman, pohon, dll. Apabila faktor tersebut kebutuhannya tidak terpenuhi maka tanaman tersebut bisa mengalami dormansi / dorman yaitu berhenti melakukan aktifitas hidup. Faktor pengaruh tersebut yakni :
1. Faktor Suhu / Temperatur Lingkungan
Tinggi rendah suhu menjadi salah satu faktor yang menentukan tumbuh kembang, reproduksi dan juga kelangsungan hidup dari tanaman. Suhu yang baik bagi tumbuhan adalah antara 22 derajat celcius sampai dengan 37 derajad selsius. Temperatur yang lebih atau kurang dari batas normal tersebut dapat mengakibatkan pertumbuhan yang lambat atau berhenti

2. Faktor Kelembaban
Kadar air dalam udara dapat mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan. Tempat yang lembab menguntungkan bagi tumbuhan di mana tumbuhan dapat mendapatkan air lebih mudah serta berkurangnya penguapan yang akan berdampak pada pembentukan sel yang lebih cepat.
3. Faktor Cahaya Matahari
Sinar matahari sangat dibutuhkan oleh tanaman untuk dapat melakukan fotosintesis (khususnya tumbuhan hijau). Jika suatu tanaman kekurangan cahaya matahari, maka tanaman itu bisa tampak pucat dan warna tanaman itu kekuning-kuningan (etiolasi). Pada kecambah, justru sinar mentari dapat menghambat proses pertumbuhan.
4. Faktor Hormon
Hormon pada tumbuhan juga memegang peranan penting dalam proses perkembangan dan pertumbuhan seperti hormon auksin untuk membantu perpanjangan sel, hormon giberelin untuk pemanjangan dan pembelahan sel, hormon sitokinin untuk menggiatkan pembelahan sel dan hormon etilen untuk mempercepat buah menjadi matang (Anonim,2009).
METODOLOGI
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah biji kacang kedelai (Soya max) dan kacang hijau ( Phaseolus radiatus), air, plastic kresek hitam, alumunium foil, kapas, botol Nescafe, dan baskom kecil (untuk merendam biji).
Biji kacang kedelai dan kacang hijau dipilih yang baik dengan merendamnya di dalam air selama 1 jam. Biji yang tenggelam merupakan biji yang baik dan yang akan digunakan pada praktikum ini. Disiapkan 6 buah botol Nescafe yang bersih dan dialasi bawahnya dengan kapas dan dibasahi dengan air secukupnya. Masing-masing biji dimasukkan tiga botol dengan ketentuan: Gelas I ditutup semua denga menggunakan kresek hitam agar tidak terkena cahaya sama sekali. GelasII ditutup namun diberi lubang yang memungkinkan cahaya masuk sedikit pada pinggir botol. Gelas III dibiarkan terbuka sebagai control. Masing-masing gelas diisi dengan biji sebanyak 10 biji pilihan dan bagian atas ditutup dengan menggunakan alumunium foil. Setelah satu minggu tumbuhan diamati perbedaan tiap perlakuan.

PEMBAHASAN
Percobaan fototropisme ini bertujuan untuk mengetahui arah perkecambahan biji karena pengaruh cahaya. Biji yang digunakan pada percobaan ini adalah biji kacang kedelai (Soya max) dan kacang hijau ( Phaseolus radiatus). Kedua jenis biji ini tergolong biji bertipe dikotil.
Perlakuan dimulai dengan merendam biji selama 1 jam di dalam air. Hal ini bertujuan untuk mendapatkan biji yang baik yang dicirikan dengan adanya biji yang tenggelam. Selain itu perendaman biji bertujuan juga untuk mengakhiri masa dormansi biji dengan masuknya air ke dalam biji. Kehadiran air di dalam sel ini mengaktifkan sejumlah enzim perkecambahan awal. Fitohormon asam absisat menurun kadarnya, sementara giberelin dan auksin meningkat. Perubahan pengendalian ini merangsang pembelahan sel di bagian yang aktif melakukan mitosis, seperti di bagian ujung radikula. Akibatnya ukuran radikula makin besar dan kulit atau cangkang biji terdesak dari dalam, yang pada akhirnya pecah. Pada tahap ini diperlukan prasyarat bahwa cangkang biji cukup lunak bagi embrio untuk dipecah (Anonim,2009).
Selanjutnya biji diletakkan pada gelas yang diberi kapas basah yang pada bagian dasarnya. Pemberian air dalam kapas bertujuan untuk memberi tempat lembab pada biji. Kadar air dalam lingkungan dapat mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan. Tempat yang lembab menguntungkan bagi tumbuhan di mana tumbuhan dapat mendapatkan air lebih mudah serta berkurangnya penguapan yang akan berdampak pada pembentukan sel yang lebih cepat (Anonim,2009).
Namun, kadar air yang berlebihan pada kapas juga tidak baik pada pertumbuhan biji. Hal ini dikarenakan jika biji terlalu banyak terendam air maka jumlah oksigen yang dapat dijangkau biji akan semakin sedikit. Oksigen yang cukup diperlukan biji untuk berkecambah. Selain itu banyaknya air akan meningkatkan kemungkinan tumbuhnya mikroorganisme lain yang tidak diinginkan seperti jamur, bakteri dan lainnya. Selanjutnya gelas I ditutup dengan menggunakan kresek hitam secara keseluruhan dimaksudkan agar tidak ada cahaya yang masuk ke dalam botol yang akan berpengaruh terhadap proses perkecambahan dan pertumbuhan biji. Gelas II ditutup dengan kresek hitam juga namun diberi sedikit lubang yang memungkinkan masuknya cahaya walaupun sedikit. Sedangkan gelas III dibiarkan sebagai kontrol, yaitu masuknya cahaya yang optimal untuk proses pertumbuhan. Semua toples ditutup dengan alumunium foil untuk mencegah terjadinya penguapan air sehingga kondisi kapas tetap lembab. Selain itu juga untuk menutup kemungkinan masuknya cahaya.
Para ahli fisiologis benih menyatakan bahwa perkecambahan adalah munculnya radikel menembus kulit benih.
Para agronomis menyatakan bahwa perkecambahan adalah muncul dan berkembangnya struktur penting embrio dari dalam benih dan menunjukkan kemampuannya untuk menghasilkan kecambah normal pada kondisi lingkungan yang optimum.
Morfologi Kecambah
Melihat pada keberadaan kotiledon atau organ penyimpanan, perkecambahan dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu perkecambahan epigeal dan perkecambahan hipogeal.
Perkecambahan epigeal ditunjukkan oleh benih dari golongan kacang-kacangan dan pinus, sedangkan perkecambahan hipogeal ditunjukkan oleh benih dari golongan koro-koroan, dan rerumputan.
Perkecambahan Epigeal
Perkecambahan epigeal adalah perkecambahan yang menghasilkan kecambah dengan kotiledon terangkat ke atas permukaan tanah (Gambar 1). Dalam proses perkecambahan, setelah radikel menembus kulit benih, hipokotil memanjang melengkung menembus ke atas permukaan tanah. Setelah hipokotil menembus permukaan tanah, kemudian hipokotil meluruskan diri dan dengan cara demikian kotiledon yang masih tertangkup tertarik ke atas permukaan tanah juga. Kulit benih akan tertinggal di permukaan tanah, dan selanjutnya kotiledon membuka dan daun pertama (plumula) muncul ke udara. Beberapa saat kemudian, kotiledon meluruh dan jatuh ke tanah. Beberapa contoh benih dengan perkecambahan epigeal adalah kedelai, kacang
tanah, kacang hijau, dan lamtoro.
PERSYARATAN PERKECAMBAHAN BENIH
faktor internal : kemasakan benih
faktor eksternal. air, udara, suhu, dan cahaya.
Kemasakan benih
Makin tinggi tingkat kemasakannya persentase perkecambahannya juga makin tinggi Persentase perkecambahan maksimum dicapai oleh benih yang telah masak fisiologis. Faktor Eksternal:
1. Ketersediaan Air : (Kapasitas Lapang)
2. Udara (Oksigen dan CO2) : O2 udara normal (20%) baik untuk perkecambahan
3. Suhu lingkungan : berpengaruh pada proses metabolisme sel,
Sehingga berpengaruh pada perkecambahan
Istilah suhu kardinal: (suhu minimum, optimum, maksimum)
4. Cahaya : beberapa jenis perlu/tidak pertlu cahaya.
Contoh perlu cahaya : Alisma plantago
Bellis perrenis
Veronica arvensis
Tidak perlu cahaya : Mirabilis jalapa, Tulipa gesneriana, Gladiolus communis
Cahaya/tanpa: Sorghum helepense, Theobroma cacao, Datura stramomium

Perkecambahan Hipogeal
Perkecambahan hipogeal adalah perecambahan yang menghasilkan kecambah dengan kotiledon tetap berada di bawah permukaan tanah. Dalam proses perkecambahan, plumula dan radikel masing-masing menembus kulit benih. Radikel menuju ke bawah dilinungi oleh koleoriza, dan plumula menuju ke atas dilindungi oleh koleoptil. Setelah kolepotil menembus permukaan tanah dari bawah mencapai udara, lalu membuka dan plumula terbebas dari lindungan koleoptil dan terus tumbuh dan berkembang, sedangkan koleotil sendiri berhenti tumbuh (Gambar 2). Beberapa contoh benh dengan perkecambahan epigeal adalah padi, jagung, dan sorgum.

Faktor Eksternal:
1. Ketersediaan Air : (Kapasitas Lapang)
2. Udara (Oksigen dan CO2) : O2 udara normal (20%) baik untuk perkecambahan
3. Suhu lingkungan : berpengaruh pada proses metabolisme sel,
Sehingga berpengaruh pada perkecambahan
Istilah suhu kardinal: (suhu minimum, optimum, maksimum)
4. Cahaya : beberapa jenis perlu/tidak pertlu cahaya.
Contoh perlu cahaya : Alisma plantago
Bellis perrenis
Veronica arvensis
Tidak perlu cahaya : Mirabilis jalapa, Tulipa gesneriana, Gladiolus communis
Cahaya/tanpa: Sorghum helepense, Theobroma cacao, Datura stramomium
5. Fitokrom: Suatu senyawa pigmen protein yang fotoreversibel (dapat berubah karena perubahan cahaya) (Anonim,2009).

Setelah dibiarkan selama satu minggu didapatkan hampir semua biji kedelai tidak ada yang tumbuh dan semua biji kacang hijau tumbuh. Biji kacang kedelai terlihat membusuk dan terdapat belatung dan berbau tidak sedap. Hal ini dimungkinkan karena terlalu banyaknya kadar air yang diberikan pada kapas sehingga keadaan air yang menggenang mengakibatkan biji membusuk. Kahadiran mikroorganisme yang merusak biji juga dimungkinkan karena tempatnya yang tidak steril.
Biji kacang kedelai yang dibedakan menjadi 3 kelompok memiliki perbedaan dalam hal tinggi tanaman dan warna daun serta batang. Pada biji yang diletakkan pada gelas yang tertutup warna daun terlihat sangat pucat. Sedangkan pada tanaman dengan sedikit lubang warna daun sedikit lebih hijau kekuningan dan warna hijau ditemukan pada daun yang diletakkan pada gelas yang tidak dituutp denga kresek. Hal ini berhbungan dengan pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan tanaman. Peran cahaya pada pertumbuhan tanaman adalah sebagai berikut:
1. Cahaya merupakan Faktor esensial pertumbuhan dan perkembangan
2. Cahaya memegang peranan penting dalam proses fisiologis tanaman, terutama fotosintesis, respirasi, dan transpirasi
3. Fotosintesis adalah sebagai sumber energi bagi reaksi cahaya, fotolisis air menghasilkan daya asimilasi
4. Cahaya matahari ditangkap daun sebagai foton. Tidak semua radiasi matahari mampu diserap tanaman, cahaya tampak, dg panjang gelombang 400 s/d 700 nm.

5. Cahaya yang diserap daun 1-5% untuk fotosintesis, 75-85% untuk memanaskan daun dan transpirasi.
6. Peranan cahaya dalam respirasi, fotorespirasi, menaikkan suhu. (Anonim,2009)

Dari beberapa hal tersebutlah yang menyebabkan mengapa warna daun pada tanaman yang diletakkan pada tempat yang tertutup berwarna pucat karena tidak dapat memproduksi klorofil sebagai pigmen warna daun. Jika biji tumbuha tersebut dibiarkan tetap berada di ruang gelap aia akan mati karena kehabisan nutrisi yang tidak dapat diproduksinya dengan jalan fotosintesis. Sedangkan pertumbuhan kecambah tersebut mendapatkan nutrisi yang berasal dari kotiledon. Jika kotiledon telah habis maka tidak ada lagi nutrisi yang digunakan untuk tumbuh.
Sedangkan ditinjau dari arah bengkok batang tanaman, tanaman pada gelas yang diberi lubang sebagian menunjukkan arah belok batang menuju lubang tersebut. Inilah yang disebut dengan fototropisme. Yaitu gerak bagian tumbuhan yang menuju kearah cahaya dan ini termasuk fototropisme positif. Pembelokan ini disebabkan juga oleh factor hormone auksin. Auksin dapat mengatur pertumbuhan sel-sel tumbuhan, yang berinteraksi dengan senyawa-senyawa tumbuhan lainnya. Hormon inilah yang kemudian mengontrol dan mengarahkan bentuk akhir tumbuhan, atas ataupun bawah. auksin dapat mengatur pertumbuhan sel-sel tumbuhan, yang berinteraksi dengan senyawa-senyawa tumbuhan lainnya. Hormon inilah yang kemudian mengontrol dan mengarahkan bentuk akhir tumbuhan, atas ataupun bawah.
Di dalam tumbuhan yang sedang tumbuh, auksin dihasilkan pada ujung pertumbuhan, meningkatkan elongasi sel-sel tumbuhan. Konsentrasi auksin lebih besar pada sisi batang yang lebih gelap, sehingga sel-sel di bagian tersebut tumbuh lebih panjang dibandingkan sel-sel yang terkena cahaya. Makanya, pepohonan membengkok ke arah cahaya.

Di dalam tumbuhan yang sedang tumbuh, auksin dihasilkan pada ujung pertumbuhan, meningkatkan elongasi sel-sel tumbuhan. Konsentrasi auksin lebih besar pada sisi batang yang lebih gelap, sehingga sel-sel di bagian tersebut tumbuh lebih panjang dibandingkan sel-sel yang terkena cahaya. Makanya, biji yang berkecambah membengkok ke arah cahaya.


KESIMPULAN
Kesimpulan yang di dapat pada percobaan fototropisme ini adalah bahwa biji yang berkecamabah batangnya akan membengkok karah datangnya cahaya. Biji yang berkecambah pada ruang yang gelap cenderung memilki daun yang pucat dan batang yang lebih tinggi. Sedangkan yang berkecambah pada ruang terbuka memiliki warna daun yang hijau dan batang yang lebih pendek.


DAFTAR PUSTAKA
Kahlen.2009. Modeling leaf phototropism in a cucumber canopy.Germany
Pramono,Eko.2008. Perkecambahan benih. Universitam Lampung. Lampung
Anonim,2009.Organisasi.Org Komunitas & Perpustakaan Online Indonesia.diakses pada tanggal 21 Nopember 2009