Materi IPA Kelas 9 Bab 1 Pertumbuhan dan Perkembangan Merdeka Belajar

  

Remaja seperti kalian saat ini pasti sedang bertanya-tanya, apa yang sedang terjadi pada tubuhku? Badanku bertambah tinggi, suara mulai berubah, wajah mulai berjerawat, perilaku juga mulai berubah. Hal tersebut normal adanya. Karena kalian sedang bertumbuh dan berkembang. Waktu bayi tinggi badan kalian tidak melebihi satu meter, tapi lihat tubuh kalian sekarang, kalian bertambah besar. Di dalam bab ini kita akan membahas pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup, dan bagaimana cara merawat tubuh kalian agar mencapai pertumbuhan dan perkembangan yang optimal.

 

A.           Pertumbuhan dan Perkembangan Manusia

Sepanjang hidupnya, organisme akan mengalami yang namanya pertumbuhan dan perkembangan. Seperti manusia yang berkembang dari bayi hingga dewasa, begitu pula yang terjadi pada hewan dan tumbuhan. Banyak sekali faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan organisme, seperti lingkungan, makanan, gaya hidup, hormon, serta genetik. Di dalam bab ini kita akan membahas bagaimana siklus makhluk hidup, serta perbedaan pertumbuhan dan perkembangan. Mari kita bahas bersama-sama!

1.        Perbedaan Pertumbuhan dan Perkembangan

Sekilas kata pertumbuhan dan perkembangan terdengar tidak jauh berbeda. Bertumbuh berarti berkembang dan bertambah besar. Tetapi untuk makhluk hidup, bertumbuh dan berkembang memiliki arti yang berbeda. Bertumbuh adalah suatu proses yang dapat diukur dengan sistem ukur, seperti tinggi badan yang bertambah, bisa terlihat jelas perubahan dari tinggi 100 cm menjadi 150 cm. begitupun dengan pertambahan berat badan, volume, dan contoh lainnya. Intinya suatu pertumbuhan dapat diukur dan bisa dilihat jelas dengan mata. Sebaliknya, perkembangan tidak dapat diukur dengan angka. Perkembagan adalah proses penambahan kemampuan seorang manusia dalam berbagai aspek. Contoh dari perkembangan adalah, seorang bayi waktu kecil belum bisa berbicara namun ketika sudah berusia empat tahun, maka anak sangat lancar berbicara, itulah yang disebut perkembangan.

2.                  Siklus Hidup Manusia

a.              Bayi

Ketika sperma dan sel telur bertemu, maka proses fertilisasi dimulai. Feertilisasi manusia terjadi di dalam tubuh wanita. Setelah fertilisasi, maka sel akan berubah menjadi zigot yang siap berkembang. Zigot membelah terus menerus melalui proses pembelahan sel yang dinamakan mitosis. Zigot kini berada di fase morula yaitu penambahan jumlah sel tanpa pertambahan massa sel. Dari fase morula, sel terus membelah hingga terbentuk rongga. Fase tersebut dinamkan balstula. Setelah fase balastula, sedangkan sel-sel tersebut dinamakan blastosis. Setelah fase blastula, sel kemudian memasuki fase gastrula, dan kemudian berkembang menjadi embrio. Setelah delapan minggu, embrio berkembang menjadi fetus atau janin. Di tahap ini sudah dimulai pembentukan organ-organ tubuh. Fetus terus berkembang, hingga akhirnya dilahirkan menjadi bayi. Perhatikan gambar di bawah ini.

Gambar. Proses Perkembangan Calon Bayi dari Fertilisasi menjadi Blastosis

Gambar. Proses Pertumbuhan dan Perkembangan dari

Zigot sampai menjadi Bayi

Selama periode satu hingga du tahun kehidupannya, bayi bertumbuh dan berkembang sangat pesat. Beratnya bisa berkembang berkali-kali lipat dibandingkan waktu mereka dilahirkan. Pada saat dilahikan, kepala merkea berukuran seperempat dari panjang tubuh mereka, dan lama kelamaan bagian tubuh yang lainnya pun akan berkembang dan menyesuaikan. Saat sistem saraf dan ototnya berrkembang, maka bayi mulai bisa melakukan gerakan-gerakan sepereti tengkurap, merangkak, dan kemudian berjalan. Merekan pun belajar untuk berbicara dan mengikuti perintah sederhana.

Gambar. Diagram Perkembangan Bayi

b.             Anak-anak

Masa anak-anak dimulai pada usia dua tahun. Mereka bertambah besar dan tinggi. Kemampuan motorik dan koordinasi juga sudah berkembang. Rasa ingin tahunya juga sangat tinggi dan kemampuan mentalnya juga sangat berkembang. Kemampuan berbahasa mereka juga meningkat drastis.

Gambar. Infrografik perkembangan motorik kasar anak usia 3-5 tahun

c.               Remaja dan Pubertas

Fase ini adalah fase paling sulit bagi anak-anak, karena banyak perubahan yang terjadi pada tubuh, baik dari segi fisik maupun mental. Remaja adalah fase perubahan dari anak-anak menuju dewasa. Pubertas dimulai sejak anak-anak berusia 9 tahun sampai 15 tahun. Pubertas ditandai dengan perkembangan seksual barupa mulai aktifnya hormon-hormon reproduksi. Artinya, pada tahap ini seorang remaja telah mampu melakukan reproduksi. Hormon reproduksi wanita yaitu estrogen dan progesteron membuat remaja putri memperlihatkan perkemabangan seksual sekunder, berupa dimulainya periode menstruasi. Untuk pria hormon testosteron akan memicu pertumbuhan seksual sekunder dan produksi sperma.

Gambar. Perkembangan seksual sekunder pada remaja pria dan wanita

d.             Dewasa

Setelah pubertas, mental, emosi, dan fisik mulai stabil. Pada saat ini, manusia memasuki masa dewasa dan tidak mengalami pertambahan tinggi. Pertumbuhan seksual sekunder pun sudah berhenti. Pada usaia 30 tahun, manusia akan mengalami tanda-tanda penuaan, seperti tumbuhnya rambut putih, atau berkurangnya masa otot. Pada usia pertengahan 40-50 tahun, wanita akan berhenti mengalami menstruasi. Periode ini dinamakan menopause. Sementara pada pria, maka produksi sperma akan berkurang, tetapi dengan menerapkan pola hidup sehat, diharapkan pria dan wanita dewasa dapat tetap aktif di sepanjang hidup mereka.

 

B.            Pertumbuhan dan Perkembangan Hewan

Kupu-kupu yang berterbangan di taman sangat memukau kita. Sayapnya yang berwarna-warni, sungguh sangatlah cantik. Tapi sebelum menjadi secantik itu, kupu-kupu harus mengalami fase yang disebut metamorfosis, dimulai dari ulat, kepompong, dan akhirnya menjadi kupu-kupu. Mereka bertumbuh dan berkembang dari embrio hingga menjadi bentuk dewasa. Hal tersebut pun berlaku pada hewan-hewan lainnya. Di dalam sub bab ini kita akan mempelajari bagaimana hewan-hewan ini bertumbuh dan berkembang, jadi mari kita mempelajarinya bersama-sama!

1.      Bagaimana Embrio Berkembang

Kucing, ikan, kura-kura, dan burung semuanya bereproduksi secara seksual. Reproduksi seksual adalah sistem reproduksi yang melibatkan pertemuan dua sel kelamin. Setelah terjadinya fertilisasi, embrio hewan-hewan ini mengalami perkembangan yang berbeda-beda, ada yang berkembang di dalam tubuh induk, dan ada juga yang berkembang di luar tubuh induk mereka.

2.      Hewan yang Bertelur atau Ovipar

Hewan bertleur atau ovipar merupakan hewan yang mengembangkan embrionya di dalam hewan yang mengembangkan embrionya di dalam telur, tetapi berada di luar tubuh induk. Kebanyakan hewan yang tidak bertulang belakang termasuk cacing dan serangga, serta hewan bertulang belakang seperti ikan, repil, amfibi, dan burung merupakan hewan yang mengerami embrionya di luar tubuh. Isi dari telur tersebut adalah nutrisi yang dibutuhkan oleh embrio untuk berkembang. Telur hewan vertebrata yang tinggal di darat seperti reptil dan burung, memiliki struktur telur yang disebut telur amniotik. Telur ammniotik dilapisi membran dan cakang yang kasar ketika berada di dalam tubuh induknya.

Gambar. Sayatan melintang dari telur Amniotik

Berikut fungsi dari bagian-bagian telur amniotik.

1.      Cangkang telur berfungsi untuk melindungi, menjaga kelembaban, dan memungkinkan terjadinya pertukaran gas.

2.      Membaran berfungsi untuk melindungi bagian dalam telur.

3.      Albumen berfungsi sebagai tempat terjadinya pertukaran gas antara oksigen dengan karbondioksida di dalam telur.

4.      Kuning telur berfungsi untuk memberikan suplai makanan ke pada embrio.

5.      Cairan amnion ini berguna untuk bantalan embrio dan sebagai penjaga kelembaban

6.      Alantois berguna untuk menyimpan kotoran dari embrio.

3.      Hewan yang Bertelur dan Beranak atau Ovovivipar

Hewan yang bertelur dan melahirkan, tampaknya agak aneh dengan hewan. Yang dimaksud hewan yang bertelur dan melahirkan atau ovovivipar, adalah embrio berkembang di dalam telur yang ada di dalam tubuh induk, sampai akhirnya telur siap ditetaskan. Saat telur menetas, maka individu baru siap dilahirkan. Embrio hewan ovovivipar bertumbuh dengan menggunakan asupan makanan yang berasal dari cadangan dalam telur. Contoh beberapa hewan ovovivipar adalah ikan hiu, ikan pari, kuda laut, platypus, iguana, salamander, dan beberapa jenis ular.

4.      Hewan yang Melahirkan atau Mamalia Berplasenta atau Vivipar

Embrio hewan ini berkembang di dalam tubuh induknya. Induk dan embrio terhubung melalui plasenta, saluran tempat terjadinya pertukaran material antara embrio dengan induk. Induk memberikan nutrisi dan oksigen yang dibutuhkan embrio untuk berkembang, sementara embrio memberikan sampah sisa metabolisme dan karbon dioksida ke plasenta, kemudaian dari plasenta ke darah induk.

Gambar. Menunjukan pertukaran material antara induk dengan embrio.

5.      Bagaimana Hewan Muda Berkembang

Trdapat beberapa hewan yang tampilan induk dan anaknya terlihat hampir sama. Artinya, penampakan hewan saat muda dan dewasa tidak terlalu berbeda. Namun, ada juga hewan yang terlihat berbeda pada fase muda dan pada fase dewasa. Hewan tersebut mengalami suatu proses yang dinamakan metamorfosis. Berikut beberapa contoh hewan yang terlihat berbeda pade fase muda dan pada fase dewasa.

a.      Udang-udangan

Udang, lobster, dan kepiting memulai kehidupan sebagai larva, lalu mereka bermetamorfosis menjadi bentuk dewasa. Berikut gambar metamorfosisi lobster.

Gambar. Siklus hidup lobster dari larva sampai lobster dewasa

b.      Serangga

Serangga juga bermetamorfosis. Metamorfosis serangga dibagi menjadi dua, yaitu metamorfosis sempurna dan metamorfosis tidak sempurna. Metamorfosis sempurna, adalah suatu perubahan bentuk yang terjadi pada makhluk hidup dalam pertumbuhannya yang sangat berbeda pada saat larva, remaja, dan dewasa. Metemorfosis sempurna terbagi menjadi 4 fase yaitu: telur, larva, pupa, dan imago atau dewasa. Sementara metamorfosis tidak sempurna terjadi pada serangga yang bentuk tubuhnya di fase muda terlihat mirip dengan fase dewasanya. Hanya bagian tertentu yang berubah atau berkembang. Metamorfosis tidak sempurna tidak memiliki fase pupa. Metamorfosis ini pun hanya terdiri dari 3 fase yaitu: telur, nimfa, dan dewasa.

Gambar. Perbedaan antara metamorfosis tidak sempurna dengan sempurna.

Pada metamorfosis sempurna, fase larva merupakan fase yang bertujuan untuk mencari makan sebanyak-banyaknya, atau fase untuk bertumbuh. Setelah fase larva, serangga memasuki fase pupa, di masa ini, serangga memasuki fase berpuasa. Fase pupa juga merupakan waktu ketika serangga membentuk struktur tubunya seperti sayap, antena, dan kaki-kaki. Pada metamorfosis tidak sempurna, wujud nimfa terlihat seperti bentuk kecil dari fase dewasa, hanya di fase itu sayap belum terbentuk. Pada fase nimfa pertumbuhan terus menerus terjadi, pada fase ini nimfa mengalami pergantian kulit beberapa kali sebelum memasuki fase dewasa.

c.       Amfibi

Kehidupan pertama katak adalah di dalam air. Proses fertilisasi pun terjadi di air. Setelah menetas berudu mulai berenang, dia menggunakan insangnya. Bentuk berudu sangat berbeda dengan bentuk dewasa, oleh karena itu pertumbuhan katak dari berudu sampai dewasa, merupakan metamorfosis sempurna. Perhatikan gambar metamorfosis katak di bawah ini!

Gambar. Metamorfosis katak, yang merupakan metamorfosis sempurna

 

C.           Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Pernahkah kalian melihat orang tua kalian menanam dari biji? Atau mungkin ketika kalian memiliki projek menanam? Apa yang dapat kalian amati dari tanaman tersebut? Bagaimana dari biji yang kecil, tanaman berubah menjadi besar? Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan? Kita akan membahas hal-hal tersebut di subbab ini.

Gambar. Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan

1.      Bagaimana Biji Menjadi Tumbuhan

Banyak tumbuhan memulai fase hidupnya dari biji. Di dalam biji terdapat embrio tumbuhan, yang jika jatuh di kondisi yang sesuai, maka biji akan mulai bertumbuh menjadi tanaman. Embrio ini memiliki cikal bakal bagian-bagian tumbuhan seperti akar, batang, dan daun. Embrio bertumbuh menggunakan cadangan makanannya yang ada di dalam kotiledon. Biji diselimuti oleh kulit biji yang sangat keras, yang berfunsi untuk melindungi embrio dari kekeringan. Gambar di bawah ini memperlihatkan struktur biji.

Gambar. Struktur biji

2.      Pertumbuhan dan Perkembangan Primer

Ketika tumbuhan bertambah tinggi, maka pertumbuhan itu disebut pertumbuhan primer. Pertumbuhan primer berhubungan dengan sel-sel meristem primer (apikal) pada tumbuhan. Sel-sel meristem adalah sel yang aktif membelah. Ketika biji menemukan kondisis yang sesuai, maka proses pertumbuhannya dimulai. Pertama-pertama air masuk ke dalam biji yang disebut sebagai proses imbibisi, lalu biji mulai berkecambah. Pada proses perkecambahan tersebut, akar akan tumbuh lebih dulu, disusul batang dan daun. Pada akar, batang, dan daun, sel-sel meristem terus-menerus membelah sampai dengan panjang maksimal tanaman. Berikut gambar yang menunjukan sel meristem yang terdapat pada tanaman.

Gambar. Letak jaringan meristem pada tumbuhan

3.      Pertumbuhan dan Perkembangan Sekunder

Yang dimaksud dengan pertumbuhan dan perkembangan sekunder adalah ketika tanaman bertambah lebar atau diameter batang semakin besar, hal ini disebabkan karena pembelahan meristem sekunder. Meristem sekunder ini terletak pada kambium. Sel meristem sekunder ini terus membelah, jika pembelahan ke arah dalam akan terbentuk kayu, sementara pembelahan ke luar akan membentuk kulit kayu.

Gambar. Perbedaan pertumbuhan primer dan sekunder.

4.      Fakor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan

Terkadang, kita melihat tumbuhan meski berjenis sama, tapi ada yang lebih tinggi, ada yang lebih besar, atau ada yang berbuah lebih banyak dibandingkan yang lain. Tapi ada yang lebih tinggi, ada yang lebih besar, ada yang berbuah lebih banyak dibandingkan yang lain. Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan didukung oleh faktor-faktor sebagai berikut.

1.      Faktor Internal

Faktor yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan. Fakor internal tersebut meliputi genetika dan hormon. Tumbuhan yang memiliki gen yang baik akan tumbuh dan berkembang cepat, serta berbuah lebih banyak. Sementara hormon, merupakan zat yang berfunsi mengendalikan metabolisme tubuh. Contoh hormon pada tumbuhan yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan adalah hormon auksin, giberelin, dan sitokinin. Hormon auksin mempengaruhi pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel, sementara giberelin mempengaruhi pembentukan biji, perkembangan embrio, dan perkecambahan. Hormon sitokinin berperan dalam pembelahan sel yang merangsang pembentukan akar dan cabang tanaman.

2.      Faktor Eksternal

            Faktor yang berasal dari luar tubuh tumbuhan. Faktor eksternal tersebut berupa kondisi lingkungan tempat tumbuhan tumbuh, seperti sinar matahari, ait, tanah, kelembaban, suhu, dan tentunya nutrisi. Sinar matahari sangat berpengaruh untuk proses fotosintesis, sementara air dan kelembabapan sangat berpengaruh dalam mengatur proses penguapan yang berpengaruh pada pemanjangan sel. Seluruh proses-proses seperti fotosintesis, penguapan, pernapasan, dan penyerapan air semua bergantung pada suhu. Tanah dan nutrisi juga sangat memengaruhi pertumbuhan tumbuhan, karena dari tanahlah tumbuhan memperoleh nutrisinya untuk tumbuh.