Reproduksi pada Tumbuhan dan Hewan

Hewan dan tumbuhan merupakan sumber daya alam terbarukan yang dapat terus dilestarikan melalui upaya reproduksi atau reproduksi. Reproduksi hewan dan tumbuhan dapat dilakukan melalui dua cara yaitu reproduksi seksual dan aseksual.

Terdapat berbagai macam ikan laut dan ikan air tawar, sapi, harimau, gajah, anoa, tapir, berbagai macam burung, aneka ragam kupu-kupu dan berbagai jenis hewan lain. Indonesia juga memiliki berbagai jenis tumbuhan yang asli dari Indonesia dan tumbuhan dari wilayah lain yang dapat tumbuh di Indonesia, misalnya anggrek, melati dan lain sebagainya. Agar keberadaan hewan dan tumbuhan tetap lestari dan tidak punah diperlukan kemampuan untuk melakukan reproduksi, mampu beradaptasi dan lolos dari seleksi alam.

A.   Reproduksi pada Tumbuhan

Pada bab ini akan dipelajari berbagai macam cara reproduksi kelompok besar tumbuhan, yaitu tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae), tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae), tumbuhan paku (Pteridophyta) danLumut (Bryophyta).

1.   Reproduksi Tumbuhan Angiospermae

Tanaman mangga, rambutan, kelapa, padi, dan jagung merupakan contoh dari kelom-

pok tumbuhan Angiospermae.

Tumbuhan Angiospermae atau tumbuhan biji tertutup adalah tumbuhan yang memiliki ciri bakal biji berada dalam bakal buah (ovarium). Bakal buah adalah bagian putik yang membesar yang tersusun oleh daun buah (karpel). Bakal buah selanjutnya akan berkembang menjadi buah dan bakal biji berkembang menjadi biji. Tumbuhan biji tertutup sangat penting bagi kehidupan manusia maupun hewan, karena tumbuhan inilah yang menyediakan hampir semua bahan makanan yang berasal dari tumbuhan. Tumbuhan Angiospermae mengalami reproduksi aseksual dan reproduksi seksual.

a. Reproduksi Aseksual

Tumbuhan dapat bereproduksi dengan menggunakan bagian tumbuhan seperti akar, batang, ataupun daun. Cara reproduksi tumbuhan dengan menggunakan bagian tumbuhan disebut reproduksi secara vegetatif. Reproduksi tumbuhan secara vegetatif disebut juga reproduksi aseksual karena tumbuhan dapat menghasilkan individu baru tanpa melibatkan proses fertilisasi (proses peleburan inti sel sperma dengan inti sel telur sehingga membentuk zigot). Tumbuhan dapat melakukan reproduksi aseksual karena tumbuhan memiliki sel-sel yang memiliki kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel penyusun jaringan dan organ tumbuhan yang disebut sel meristem. Keturunan yang dihasilkan dari reproduksi aseksual memiliki sifat atau karakter yang sama dengan sifat induk.

1) Reproduksi Aseksual Alami

Tumbuhan dapat bereproduksi dengan bantuan manusia dan ada pula tumbuhan yang dapat bereproduksi tanpa bantuan manusia (secara alami).

Tumbuhan yang dapat bereproduksi dengan bagian tubuhnya tanpa bantuan manusia inilah yang disebut dengan reproduksi aseksual alami atau reproduksi vegetatif alami. Berikut ini adalah berbagai macam cara reproduksi aseksual alami.

a) Rhizoma

Beberapa tumbuhan bereproduksi dengan tunas pada batang yang ada di dalam tanah Batang yang ada di dalam tanah disebut rhizoma. Beberapa contoh tumbuhan yang reproduksi dengan rhizoma adalah jahe, kunyit, lengkuas, dan temulawak.

b) Stolon

Pada rumput dan beberapa tanaman lain misalnya stroberi dan pegagan terdapat batang yang menjalar di atas tanah. Batang tumbuhan yang menjalar di atas tanah disebut stolon (geragih). Tunas dapat tumbuh pada buku dari stolon. Saat tunas terpisah dari tanaman induk, tunas sudah mampu tumbuh menjadi individu baru.

c) Umbi Lapis

Dinamakan umbi lapis karena memperlihatkan susunan berlapis-lapis yang terdiri atas daun yang menebal, lunak dan berdaging dan batang yang Lapisan berupa bagian kecil pada bagian bawah daun Cakram umbi lapis yang disebut dengan cakram. Dengan demikian dapat dikatakan umbi lapis (bulbus batang dan daun). Pada tumbuhan yang bereproduksi dengan umbi lapis, terdapat kuncup samping. Kuncup samping yang tumbuh biasanya merupakan umbi lapis kecil-kecil, berkelompok di sekitar umbi induknya. Bagian ini dinamakan siung atau anak umbi lapis. Jika siung tersebut dipisahkan dari induknya, maka akan menghasilkan tumbuhan baru.

d) Umbi Batang

Kentang merupakan salah satu contoh tumbuhan yang mengalami pembengkakan pada batang di dalam tanah dan berisi cadangan makanan. Batang yang demikian disebut dengan umbi batang. Umbi batang selain berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan juga berfungsi untuk Kuncup pada reproduksi. Tanaman ubi jalar juga dapat Kentang berkembangbiak dengan menggunakan umbi batang.

e) Kuncup Adventif Daun

Daun  dapat menghasilkan individu baru,  pada bagian tepi daun terdapat sel yang selalumembelah (sel meristem). Pada bagian daun yang demikian dapat membentuk kuncup. Kuncup merupakan calon tunas yang terdiri atas calon batang beserta calon daun. Kuncup yang terdapat pada tepi daun disebut kuncup adventif daun atau tunas liar pada tepi daun. Contoh tumbuhan yang reproduksi dengan Bebek kuncup adventif daun adalah cocor bebek.

2) Reproduksi Aseksual Buatan

Reproduksi aseksual juga dapat dilakukan dengan bantuan manusia. Berikut ini adalah berbagai macam kegiatan yang dapat dilakukan manusia untuk membantu reproduksi tanaman.

a) Cangkok

Cangkok dapat dilakukan dengan mengelupas kulit suatu tangkai tanaman berkayu, kemudian dibalut dengan tanah dan dibungkus dengan sabut kelapa atau plastik, sehingga tumbuh akar. Apabila bagian kulit yang terkelupas telah tumbuh akar, maka tangkai dapat dipotong dan ditanam di tanah. Tanaman yang dihasilkan dari cangkok memiliki sifat seperti induk dan cepat berbuah. Namun demikian, perakaran tanaman ini kurang kuat. Cangkok dapat dilakukan pada tanaman berkayu seperti  mangga, rambutan, kelengkeng dan jeruk

b) Merunduk

Merunduk dapat dilakukan dengan membenamkan tangkai tanaman ke tanah, sehingga bagian yang tertanam dalam tanah tumbuh akar. Apabila sudah tumbuh akar maka tanaman dapat dipisahkan dari induk. Merunduk dapat dilakukanpada tanaman yang memiliki cabang batang yang panjang dan lentur, misalnya bunga Alamanda.

c) Menyambung (enten)

Cara reproduksi menyambung  (enten) adalah dengan memotong suatu batang tanaman lalu disambung dengan batang tanaman lain yang sejenis yang berbeda sifat. Pada satu pohon tanaman hasil enten dapat menghasilkan dua atau lebih buah atau bunga dengan sifat yang berbeda, misalnya tanaman terong hijau disambung dengan terong ungu, maka dalam satu tanaman dapat menghasilkan terong hijau dan terong ungu. Tanaman Batang pada Bibit suatu Pohon bunga kertas (Bougainvillea) adalah salah tanaman yang sering disambung agar dalam satu tanaman terdapat beberapa warna bunga, misalnya pada suatu cabang batang tanaman bunga kertas yang berwarna merah disambung dengan potongan cabang batang tanaman bunga kertas berwarna ungu dan pada cabang lain disambung dengan cabang batang yang memiliki bunga berwana putih. Dengan demikian, akan dihasilkan tanaman bunga kertas yang memiliki bunga beraneka warna dalam satu tanaman.

d) Menempel (okulasi)

Cara reproduksi menempel (okulasi) dapat dilakukan dengan menempelkan mata tunas yang ada pada kulit tanaman pada batang tanaman lain yang sejenis. Teknik okulasi atau menempel sering digunakan oleh petani untuk mendapatkan tanaman “unggul” dari atau lebih tanaman yang sejenis. Misalnya untuk menghasilkan buah jeruk dengan sifat unggul. Misalnya jenis pohon jeruk batang kuat tetapi jeruknya kecil dan masam dan jenis pohon jeruk yang pohonnya tidak terlalu kuat tetapi jeruknya besar dan manis. Mata tunas pohon jeruk dengan hasil buah besar dan manis ditempelkan pada batang pohon jeruk yang batangnya kuat. Oleh karena itu, akan dapat dihasilkan pohon jeruk yang berbatang kuat dengan buah yang besar dan manis. Pohon jeruk yang masih muda tetapi mampu menghasilkan buah dalam jumlah banyak dan rasa yang manis dapat dihasilkan melalui teknik okulasi.

e) Setek

Setek adalah cara reproduksi vegetatif dengan memotong (memisahkan dari induk) suatu bagian tanaman dan kemudian ditanam untuk menghasilkan individu baru, misalnya untuk menanam ketela pohon atau bunga mawar dapat menggunakan batangnya atau disebut setek batang. Tanaman cocor bebek dapat diperbanyak dengan menggunakan setek daun. Tanaman sukun dapat diperbanyak dengan menggunakan setek akar. Petani juga menggunakan teknik setek untuk menanam tebu, rumput gajah untuk pakan ternak, dan pohon seruni.

b.  Reproduksi Seksual pada Tumbuhan Angiospermae

Organ tumbuhan seperti akar, batang, dan daun yang digunakan sebagai alat reproduksi. Pada reproduksi seksual, digunakan sel kelamin yaitu sel sperma dan sel telur dan proses fertilisasi untuk menghasilkan biji. Biji dapat tumbuh dan berkembang menjadi tumbuhan baru.

1)  Penyerbukan (Polinasi)

Sel kelamin jantan pada bunga terdapat pada buluh serbuk sari. Serbuk sari dihasilkan dalam kepala sari. Lebah dan hewan lain tertarik pada bunga karena warna Hinggap pada Bunga dari mahkota bunga dan madu yang dihasilkan oleh bunga. Terdapat hubungan yang saling menguntungkan antara lebah atau hewan lain dengan bunga. Lebah dan hewan lain ternyata dapat membantu bunga untuk melakukan penyerbukan. Pada tumbuhan, proses fertilisasi atau pembuahan diawali dengan peristiwa polinasi atau penyerbukan.

Serbuk sari melekat pada kaki lebah. Saat lebah berpindah, serbuk sari yang melekat pada kaki lebah dapat melekat pada kepala putik. Proses menempelnya serbuk sari ke kepala putik disebut penyerbukan (polinasi).

Macam-macam perantara yang dapat membantu penyerbukan

a) Angin (Anemogami)

Tanaman jagung dan padi memiliki bunga yang kecil dan tangkai bunga yang mudah bergoyang bila tertiup angin. Tanaman dengan bunga yang berukuran kecil, jumlah bunga banyak dan ringan, serta tidak menghasilkan nektar atau bau merupakan beberapa ciri tanaman yang penyerbukannya dibantu oleh angin. Penyerbukan yang dibantu oleh angin disebut anemogami.

b) Serangga (Entomogami)

Ciri yang dimiliki bunga matahari dan bunga yang memiliki ciri serupa sangat menarik bagi serangga, seperti lebah, untuk hinggap dan menghisap nektar. Umumnya serbuk sari yang dihasilkan lengket sehingga mudah melekat pada kaki serangga. Dengan demikian, serangga dengan Bantuan Lebah ikut memindahkan serbuk sari ke putik. Penyerbukan yang terjadi dengan bantuan serangga disebut entomogami.

Nektar atau madu yang dihasilkan bunga mengandung berbagai karbohidrat, seperti sukrosa, fruktosa, dan glukosa, hingga mencapai 87%. Selain itu, nektar juga mengandung asam amino, asam organik, vitamin, senyawa aromatik, dan juga mineral. Lebah atau serangga mencari madu sebagai sumber energi untuk disimpan sebagai cadangan makanan.

c) Burung (Ornitogami)

Tanamanyangpenyerbukannya dibantu oleh burung umumnya memiliki ukuran bunga yang besar, berwarna merah cerah, tidak berbau, menghasilkan nektar dalam jumlah cukup banyak, dan mahkota bunga berbentuk terompet, misalnya bunga cangkring atau dadap (Erythrina variegata). Ukuran bunga yang besar berguna untuk menahan berat  dari burung. Namun tidak semua jenis burung dapat membantu penyerbukan. Contoh burung yang dapat membantu penyerbukan adalah burung isap madu dan burung kolibri.

d)  Kelelawar (Kiropterogami)

Ciri-ciri bunga yang penyerbukannya dibantu oleh kelelawar ialah menghasilkan nektar,  emiliki warna yang menarik, menghasilkan bau, dan mekar pada malam hari, misalnya yaitu tanaman kaktus.

e) Manusia (Antropogami)

Tanaman yang penyerbukannya dibantu oleh manusia biasanya merupakan bunga yang berumah dua, artinya dalam pohon hanya terdapat bunga jantan atau bunga betina saja. Ada pula tanaman yang serbuk sarinya sulit untuk bertemu dengan putik, sehingga sulit untuk melakukan penyerbukan sendiri, misalnya bunga vanili dan anggrek.

2) Pembuahan (Fertilisasi)

Serbuk sari memiliki inti vegetatif dan inti generatif. Setelah serbuk sari melekat pada kepala putik (stigma) yang sesuai (berasal dari tumbuhan yang sejenis), maka serbuk sari akan menyerap air dan berkecambah membentuk buluh serbuk sari. Buluh serbuk sari tumbuh dan bergerak menuju bakal buah melalui tangkai putik. Inti sel di dalam buluh serbuk sari akan membelah menjadi dua. Dua inti sel generatif tersebut akan berkembang menjadi dua inti sel sperma. Satu inti vegetatif di dalam serbuk sari berperan menjadi penuntun gerak tumbuh buluh serbuk sari ke bakal biji. Satu inti sel sperma membuahi inti sel telur (ovum) membentuk zigot (calon individu baru), dan satu inti sel sperma yang lain membuahi inti kandung lembaga sekunder membentuk endosperma atau cadangan makanan. Pada proses ini terjadi dua kali pembuahan maka disebut dengan pembuahan ganda.

3)  Penyebaranan Biji

Sering kita temukan tumbuhan yang tempat tumbuh induknya berjauhan dengan tempat tumbuh anaknya, hal tersebut disebabkan tumbuhan tersebut ternyata melakukan penyebaran biji. Setelah terjadi pembuahan, bakal biji akan berkembang menjadi biji. Pada Angiospermae biji diselubungi oleh buah yang telah berkembang dari bakal buah (ovarium). Buah juga dapat membantu dalam penyebaran biji. Penyebaran biji yang jauh dari induk akan meningkatkan peluang biji untuk tumbuh dan berkembang dengan baik menjadi individu baru. Hal ini dikarenakan biji yang tumbuh pada suatu area yang dekat dengan induk, akan berkompetisi dengan induk untuk mendapatkan cahaya, air, dan nutrisi. Proses penyebaran biji dapat terjadi secara alami atau dengan bantuan manusia. Lakukan kegiatan berikut agar kamu tahu macam-macam perantara dalam proses penyebaran biji.

Terdapat banyak bahan perantara yang dapat membantu tanaman untuk menyebarkan biji, yaitu:

a) Anemokori

Proses penyebaran biji dengan bantuan angin disebut anemokori (anemo=angin). Ciri tumbuhan yang penyebarannya dengan cara ini adalah bijinya kecil, ringan, dan bersayap. Contohnya adalah biji bunga Dandelion. Biji yang ringan dan kecil tidak terlalu dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi. Keberadaan sayap pada biji membantu biji mudah terbawa angin. Arah gerak biji mengikuti arah gerak angin.

b)  Hidrokori

Proses penyebaran biji dengan bantuan air disebut hidrokori (hidro=air). Ciri tumbuhan yang penyebarannya dengan cara ini adalah hidupnya di dekat daerah perairan, misalnya di pantai ataupun tumbuhan yang hidup di air, contohnya adalah pohon kelapa dan bakau.

Biji kelapa tergolong biji tumbuhan yang berukuran besar, dapat mencapai ukuran diameter 15 cm. Biji kelapa diselubungi oleh buah yang terdiri atas tempurung kelapa, sabut kelapa, dan kulit kelapa. Meskipun berukuran besar, buah dan biji kelapa dapat mengapung di air dan dapat mengalir mengikuti arus air. Kelapa dapat mengapung di air karena sabut buah kelapa memiliki banyak rongga udara. Pada saat berada di air, sabut kelapa memiliki prinsip kerja seperti pelampung, sehingga kelapa dapat terapung.

c)  Zookori

Proses penyebaran biji dengan bantuan hewan disebut zookori (zoo=hewan). Penyebaran ini dibagi menjadi empat, yaitu entomokori, kiropterokori, ornitokori,dan mammokori.

Entomokori adalah penyebaran biji dengan perantara serangga. Contohnya adalah wijen dan tembakau.

Kiropterokori adalah penyebaran biji dengan perantara kelelawar. Contohnya adalah jambu biji dan pepaya.

Ornitokori adalah penyebaran biji dengan perantara burung. Tumbuhan yang penyebarannya dengan cara ini adalah tumbuhan yang buahnya menjadi makanan burung, tetapi bijinya tidak dapat tercerna. Biji tersebut akan keluar dari tubuh burung bersamaan dengan kotoran burung. Contohnya adalah beringin dan benalu.

Mammokori adalah penyebaran biji dengan perantara mamalia. Contohnya adalah hewan luwak yang membantu dalam proses penyebaran biji kopi.

d)  Antropokori

Proses penyebaran biji dengan bantuan manusia disebut antropokori (antro=manusia). Proses penyebaran dengan cara ini dapat terjadi secara sengajaataupuntidaksengaja. Penyebaran biji yang secara tidak sengaja dilakukan oleh manusia sengaja apabila biji tumbuhan tersebut memiliki struktur biji yang yang mudah melekat pada pakaian. Sebagai Menempel pada Pakaian contohnya adalah rumput. Penyebaran biji dengan sengaja sering dilakukan manusia terutama pada bidang pertanian, yaitu ketika menanam padi, jagung, dan tanaman lain.

4)  Perkecambahan

Biji yang masih belum tumbuh merupakan biji yang berada pada keadaan dormansi biji. Dormansi yaitu peristiwa dimana biji mengalami masa istirahat. Berakhirnya masa dormansi biji adalah ketika biji mulai tumbuh menjadi tumbuhan baru yang disebut dengan tahapan perkecambahan.

Lamanya masa dormansi biji setiap jenis tumbuhan berbeda-beda. Masa dormansi biji  dapat diakhiri dengan memberi perlakuan yang berbeda-beda. Namun perkecambahan berbagai macam biji dipengaruhi oleh faktor yang hampir sama. Untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan ayo selesaikan kegiatan berikut.

5)  Sifat Keturunan Reproduksi Seksual

Reproduksi seksual dihasilkan dari peleburan inti sel kelamin jantan (sperma) dan sel kelamin betina (telur). Sifat keturunan diperoleh dari gabungan sifat kedua induk. Hal inilah yang menyebabkan sifat keturunan yang dihasilkan dari reproduksi seksual bervariasi.

c.   Siklus Hidup Tumbuhan Angiospermae

Tumbuhan memiliki siklus hidup yang dimulai ketika inti sel kelamin jantan dan betinanya bersatu membentuk zigot, selanjutnya tumbuh  dan berkembang menjadi tumbuhan dewasa. Selama hidupnya tumbuhan melalui dua tahapan generasi, yaitu generasi gametofit (gamet=sel; fit=tumbuhan) dan generasi sporofit (sporo=spora; fit=tumbuhan). Generasi Gametofit adalah adalah generasi penghasil gamet (sel telur dan sel spermatozoa) yaitu generasi haploid (n). Generasi sporofit adalah generasi penghasil spora yaitu generasi diploid (2n).

Spora pada tumbuhan Angiospermae tidak terlihat se cara jelas, seperti pada tumbuhan paku yang terlihat jelas sporanya (spora pada tumbuhan). Hal tersebut karena spora pada tumbuhan Angiospermae akan berkembang menjadi serbuk sari. Dalam siklus hidup tumbuhan, generasi haploid (n) bergiliran dengan generasi diploid (2n), sehingga dikatakan tumbuhan mengalami pergiliran generasi atau metagenesis.

Sel telur terdapat di dalam bakal biji. Peleburan sel telur dan sperma mengaki batkan bakal biji berkembang menjadi biji. Sel kelamin terbentuk dari perkembangan spora yang bersifat haploid (n). Hasil peleburan bersi fat diploid (2n). Biji akan tumbuh menjadi tumbuhan baru. Tumbuhan baru akan memiliki akar, batang, daun, dan pada suatu saat terbentuk bunga. Tumbuhan ini bersifat diploid dan dikenal dengan generasi sporofit (penghasil spora).  Tumbuhan baru akan memiliki akar, batang, daun, dan pada suatu saat terbentuk bunga.

Pada bagian ujung benang sari terdapat kepala sari (antera). Pada antera inilah serbuk sari dibentuk. Bila serbuk sari menempel pada kepala putik akan membentuk buluh  serbuk sari dan menghasilkan dua inti sperma yang haploid, dua inti sperma yang  haploid inilah yang disebut gamet jantan. Pada bagian pangkal putik adalah ovarium atau bakal buah. Di dalam bakal buah terdapat bakal biji. Di dalam bakal biji inilah terdapat kantung lembaga yang tersusun atas 7 sel dan 8 inti yang haploid, yaitu 3  sel antipoda, 2 sel sinergid, 1 sel telur, 1 sel kandung lembaga sekunder. Masing-masing sel mempunyai satu inti haploid kecuali sel kandung lembaga sekunder yang mempunyai                   

                    

2   Reproduksi Tumbuhan Gymnospermae

Tumbuhan yang bijinya tidak tertutup kulit buah atau berbiji terbuka disebut tumbuhan Gymnospermae. Pohon pinus, pohon ginkgo, dan pakis haji juga tergolong Gymnospermae. Tumbuhan Gymnospermae tidak memiliki bunga seperti halnya tumbuhan Angiospermae. Namun, tumbuhan Gymnospermae memiliki alat reproduksi seksual (generatif) yang disebut strobilus atau runjung. Pada tumbuhan pinus dan melinjo terdapat dua jenis strobilus dalam satu pohon yaitu strobilus jantan dan strobilus betina terdapat banyak megasporofil. Tiap megasporofil mengandung dua bakal biji. Tiap bakal biji mengandung megasporangium. Sel dalam megasporangium akan mengalami meiosis dan menghasilkan megaspora. Inti megaspora akan mengalami mitosis membentuk sel telur. Sel dalam megasporangium akan mengalami meiosis dan menghasilkan megaspora. Inti megaspora akan mengalami mitosis membentuk sel telur.

Penyerbukan pada Gymnospermae terjadi jika serbuk sari menempel pada liang bakal biji. Serbuk sari akan tertangkap oleh cairan yang terdapat di lubang bakal biji. Jika cairan menguap maka serbuk sari akan dapat masuk ke bakal biji dan terjadilah pembuahan. Tumbuhan Gymnospermae dapat bereproduksi secara aseksual. Tumbuhan Gymnospermae yang dapat bereproduksi secara aseksual misalnya tumbuhan pakis haji dan pinus. Tumbuhan pakis haji dapat reproduksi dengan menggunakan tunas yang disebut bulbil. Tumbuhan pinus dapat berkembangbiak dengan menggunakan tunas akar. Siklus hidup pada Gymnospermae terdiri atas dua tahapan, yaitu sporofit dan gametofit.

3.   Reproduksi Tumbuhan Paku

Pada tumbuhan pakis dan juga tumbuhan paku lain tidak berkembangbiak dengan enggunakan bunga tetapi menggunakan spora. Namun demikian, tumbuhan paku juga tetap dapat menghasilkan sel kelamin dalam reproduksinya. Dengan demikian, tumbuhan paku dapat  mengalami repoduksi secara aseksual maupun seksual. Jika kadar air pada kotak spora berkurang, kotak spora akan sobek dan mengeluarkan spora yang ada di dalamnya. Spora akan tersebar dan akan tumbuh menjadi protalium jika lingkungannya sesuai untuk tumbuh. Tahap gametofit dimulai ketika protalium tumbuh. Protalium akan berkembang dan menghasilkan anteridium dan arkegonium. anteridium akan berkembang menjadi sperma flagel (berekor) dan arkegonium menghasilkan sel telur.

Fertilisasi terjadi jika sperma yang dihasilkan oleh anteridium sampai pada sel telur yang dihasilkan oleh arkegonium. Meskipun memiliki flagel, sperma tumbuhan paku memerlukan air untuk pergerakannya. Zigot yang tumbuh dan berkembang akan memulai tahap sporofit baru Siklus yang terjadi pada tumbuhan paky disebut juga pergiliran keturunan.

Reproduksi aseksual pada tumbuhan paku dilakukan dengan rhizoma. Rhizoma dapat tumbuh ke segala arah dan membentuk koloni tumbuhan paku yang baru. Rhizoma adalah batang yang tumbuh di dalam tanah.

4.   Reproduksi Tumbuhan Lumut

Tumbuhan Angiospermae, Gymnospermae, dan tumbuhan paku dijumpai pada tahap sporofit, sedangkan tumbuhan lumut pada tahap gametofit. Tumbuhan lumut mengalami reproduksi aseksual melalui kuncup atau gemmae dan melakukan fragmentasi. Fragmentasi terjadi ketika tumbuhan lumut melepaskan sebagian tubuhnya untuk menjadi individu baru.

5.   Teknologi Reproduksi pada Tumbuhan

a. Hidroponik

Hidroponik merupakan cara penanaman tumbuhan dengan menggunakan larutan nutrisi dan mineral dalam air dan tanpa menggunakan tanah. Tanaman darat khususnya sayuran seperti paprika, tomat, timun, melon, terong, dan selada dapat ditumbuhkan secara langsung dalam wadah yang berisi nutrisi atau dengan ditambah medium yang tak larut dalam air, misalnya kerikil, arang, sekam, spons, serbuk kayu, dan lain sebagainya. Ilmuwan menemukan bahwa tumbuhan menyerap nutrisi yang penting dalam bentuk ion-ion yang terlarut dalam air.

b. Vertikultur

Vertikultur adalah teknik budidaya tanaman dengan cara membuat instalasi secara bertingkat (vertikal) dengan tujuan untuk meningkatkan jumlah tanaman. Teknik budidaya ini merupakan konsep penghijauan yang cocok untuk daerah perkotaan dan lahan terbatas.

c. Kultur Jaringan Tumbuhan

Kultur jaringan adalah suatu metode perbanyakan tumbuhan dengan cara mengambil suatu bagian dari tanaman, seperti sel atau sekelompok sel, jaringan, atau organ. Bagian tanaman yang telah diambil selanjutnya ditumbuhkan dalam kondisi steril pada medium yang mengandung nutrisi dan zat pengatur tumbuh (hormon). Bagian tanaman akan dapat memperbanyak diri dan berkembang menjadi tanaman yang memiliki organ yang lengkap yaitu akar, batang, dan daun. Semua jenis tumbuhan dapat dikembangbiakkan menggunakan metode ini, namun masing-masing memerlukan perlakuan khusus agar dapat tumbuh dan berkembang dengan baik.

B.   Reproduksi pada Hewan

Banyak hewan yang jumlahnya semakin berkurang seperti kura-kura, orang utan, badak, harimau, gajah, burung elang, dan burung  cendrawasih. Pada bagian ini akan dibahas cara hewan melakukan reproduksi sehingga Setiap hewan memiliki cara reproduksi yang berbeda-beda. Secara umum cara reproduksi hewan dibagi menjadi dua, yaitu aseksual dan seksual

1.   Reproduksi Aseksual Pada Hewan

Beberapa hewan dapat melakukan reproduksi aseksual seperti halnya tumbuhan. Hewan dapat melakukan reproduksi aseksual seperti halnya tumbuhan, yaitu dengan menggunakan bagian tubuhnya. Berikut ini beberapa reproduksi hewan secara aseksual.

a. Membentuk Tunas

Reproduksi aseksual dengan cara membentuk tunas untuk menghasilkan keturunan. Contoh hewan yang melakukan reproduksi dengan cara ini antara lain Hydra sp., Porifera, dan Coelenterata.

b. Fragmentasi

Planaria merupakan salah satu contoh hewan yang melakukan fragmentasi. Reproduksi dengan cara ini terjadi melalui dua tahap. Tahap pertama adalah fragmentasi, yaitu pematahan atau pemotongan tubuh induk menjadi dua bagian atau lebih. Selanjutnya terjadi tahap regenerasi, yaitu setiap potongan tubuh induk tersebut membentuk bagian tubuh lain yang tidak ada pada bagian tersebut. Pada akhirnya, setiap potongan tubuh tersebut akan membentuk individu baru dengan  bagian tubuh yang lengkap seperti induknya.

c. Partenogenesis

Partenogenesis secara alami dapat terjadi pada hewan seperti lebah, semut, tawon, kutu daun, dan kutu air. Pada hewan tertentu, misalnya lebah, ovum yang dibuahi akan tumbuh dan berkembang menjadi lebah betina, sedangkan yang tidak dibuahi akan tumbuh menjadi lebah jantan. Lebah betina bersifat steril dan memiliki tugas sebagai pekerja dalam kawanan lebah. Lebah jantan bersifat fertil. Lebah jantan mampu menghasilkan sel kelamin yang digunakan untuk membuahi sel telur yang dihasilkan oleh lebah ratu. Lebah ratu adalah lebah yang menghasilkan telur-telur yang menjadi lebah betina dan lebah jantan.

Selain lebah, kutu daun dan kutu air juga dapat bereproduksi dengan cara partenogenesis. Kutu daun betina dan kutu air betina dapat terus menerus bertelur. Telur yang dihasilkan akan berkembang dan menetas menjadi kutu betina tanpa didahului proses fertilisasi. Meski demikian fertilisasi tetap diperlukan untuk menghasilkan individu baru setelah beberapa generasi kutu mengalami partenogenesis.

2.   Reproduksi Seksual pada Hewan

Sebagian besar hewan bereproduksi secara seksual. Reproduksi seksual terjadi melalui proses perkawinan antara hewan jantan dan hewan betina. Melalui proses ini akan terjadi proses fertilisasi, yaitu proses peleburan inti sel sperma dan inti sel telur. Proses fertilisasi ini akan menghasilkan zigot. Selanjutnya, zigot akan berkembang menjadi embrio (calon anak) dan pada tahap selanjutnya embrio akan berkembang menjadi individu baru.

Proses fertilisasi dapat terjadi melalui dua cara, yaitu fertilisasi internal dan fertilisasi eksternal? Fertilisasi internal terjadi apabila proses peleburan antara inti sel telur dan inti sel sperma terjadi di dalam tubuh hewan betina. Contoh hewan yang melakukan fertilisasi secara internal antara lain: sapi, ayam, kura-kura, buaya, dan lain-lain. Fertilisasi eksternal terjadi apabila proses peleburan antara sel telur dan sel sperma terjadi di luar tubuh hewan betina. Fertilisasi dengan cara ini biasanya terjadi pada hewan yang hidupnya di lingkungan perairan, misalnya ikan.

Reproduksi seksual pada hewan akan menghasilkan telur, anak, serta ada pula hewan yang bertelur dan beranak. Berdasarkan cara perkembangan dan kelahiran embrionya hewan yang bereproduksi secara seksual dibagi menjadi tiga jenis.

a. Hewan Vivipar

Hewan vivipar disebut juga hewan beranak. Hewan ini memiliki embrio yang berkembang di dalam rahim induk betinanya dan akan dilahirkan pada saat umurnya sudah mencukupi. Embrio akan memperoleh nutrisi melalui perantara plasenta, contoh: kucing, kelinci, kerbau, gajah, badak, sapi, kerbau, anoa,  babi, banteng, dan kambing. Hewan yang baru dilahirkan memerlukan nutrisi. Sayangnya karena pencernaan bayi hewan belum kuat maka diperlukan makanan  yang mudah dicerna.  

Pada hewan mamalia, induk hewan tidak perlu mencari makanan tambahan untuk anaknya. Tubuh hewan mamalia dengan kelenjar mammae yang dapat menghasilkan susu. Susu mengandung laktosa yang dapat dicerna oleh perut bayi hewan dengan mudah untuk menghasilkan nutrisi dan energi yang diperlukan.

b. Hewan Ovipar

Contoh dari hewan ovipar antara lain cicak, katak, ikan, ayam, burung, itik, dan lain sebagainya. Hewan ovipar disebut juga dengan hewan bertelur. Hewan ini embrionya berkembang di dalam telur. Telur hewan ini akan dikeluarkan dari dalam tubuh induk betina dan akan  dilindungi oleh cangkang.

Hewan tertentu, misalnya penyu, ikan, dan katak, menghasilkan puluhan hingga ratusan telur setiap kali bertelur. Akan banyak dihasilkan individu baru jika telur yang dihasilkan dibuahi ataupun berhasil bertahan hidup. Tidak semua telur yang dihasilkan oleh ikan dan katak yang telah mengalami pembuahan dapat menetas menjadi individu baru. Tidak semua telur penyu yang menetas dapat bertahan hidup sampai dewasa, karena adanya predator, ombak, dan arus laut yang harus dihadapi oleh penyu yang baru saja menetas. Meskipun dapat dihasilkan puluhan bahkan ratusan individu baru dalam sekali reproduksi, kita juga tetap harus menjaga kelestarian ikan, katak, dan terutama penyu agar tetap lestari.

c. Ovovivipar

Hewan ovovivipar disebut juga hewan bertelur dan beranak. Embrio hewan yang tergolong ovovivipar sebenarnya berkembang di dalam telur, tetapi embrio tidak dikeluarkan dalam bentuk telur seperti pada hewan ovipar. Telur tetap berada di dalam tubuh induk betina. Setelah umur embrio cukup untuk dilahirkan, telur akan menetas di dalam tubuh induk dan kemudian anaknya dilahirkan. Contoh dari hewan ovovivipar antara lain kadal dan sebagian jenis ular.

3.   Siklus Hidup Hewan

Hewan juga mengalami siklus hidup seperti pada manusia dan tumbuhan. Zigot kucing berkembang di dalam rahim induk betina. Setelah beberapa waktu anak kucing lahir dan menjadi kucing muda. Kucing muda tumbuh menjadi kucing dewasa yang organ reproduksinya telah siap melakukan fertilisasi. Jika fertilisasi terjadi maka akan terbentuk kembali zigot .

Pada satu siklus hidup, ubur-ubur dapat bereproduksi secara seksual dan secara aseksual.  Ubur-ubur seringkali dijumpai dalam bentuk medusa dan berada dalam tahap generatif, yaitu dapat menghasilkan sel kelamin. Sel kelamin dilepaskan ke air dan dapat mengalami fertilisasi. Zigot akan berkembang menjadi larva. Jika berada pada tempat yang sesuai, larva akan tumbuh menjadi polip. Pada bentuk polip, ubur-ubur dapat berkembangbiak secara aseksual melalui tunas. Polip akan berkembang dan tersusun atas strobilus. 

Polip strobilus mengalami reproduksi aseksual yaitu dapat terlepas dan berada pada bentuk medusa kembali.  Telur akan dapat menetas dan menjadi individu yang menyerupai induknya, misalnya pada ayam, penyu, dan cicak. Ada pula telur yang menetas dan mengalami beberapa perubahan bentuk tubuh dalam pertumbuhannya, hingga akhirnya menjadi individu dewasa, misalnya pada kupu-kupu, nyamuk, lalat, belalang, dan katak. Perubahan bentuk tubuh tiap tahap pertumbuhan dan perkembangan biasanya dikenal dengan istilah metamorfosis. Katak merupakan salah satu hewan yang juga mengalami metamorfosis,

4.   Teknologi Reproduksi pada Hewan

Kawin suntik atau dikenal dengan istilah inseminasi buatan (IB) adalah proses memasukkan cairan sperma (semen) dari sapi jantan yang unggul ke dalam saluran reproduksi sapi betina dengan bantuan manusia. Inseminasi buatan ini dilakukan dengan cara memasukkan sperma (semen) yang telah dibekukan dengan menggunakan alat seperti suntikan. Inseminasi buatan memiliki beberapa manfaat, antara lain efisiensi biaya, efisiensi waktu dan jugu memperbaiki kualitas anakan sapi.

Perbaikan kualitas misalnya sebagai penghasil daging yang berkualitas (sapi potong). Sebagai contoh, untuk menghasilkan anakan sapi dengan kualitas daging yang baik dan berjumlah banyak, diambil sel-sel sperma dari sapi brahman dari India untuk diinseminasikan pada sapi betina lokal.

C.  Kelangsungan Hidup Hewan dan Tumbuhan

Di alam banyak kita jumpai kejadian atau peristiwa kemiripan mahkluk hidup dengan lingkungan sekitarnya (dapat berupa lingkungan biotik dan lingkungan abiotik). Hal tersebut berkaitan dengan kemampuan mempertahankan diri dari makhluk hidup. Pada ekosistem alami,  terdapat peristiwa rantai makanan.

Jika makhluk hidup tidak dapat mempertahankan diri maka proses reproduksi dapat berlangsung dan makhluk hidup dapat punah. Pertahanan diri ini berkaitan dengan  kemampuan adaptasi pada makhluk hidup.

1.   Adaptasi

Pada proses reproduksi, terjadi pewarisan materi genetik (yang mengandung sifat atau karakter induk) pada keturunan. Materi genetik pada makhluk hidup dapat mengalami perubahan. Perubahan materi genetik memiliki keterkaitan dengan proses adaptasi makhluk hidup, pada individu dalam populasi memperbesar daya penyesuaian individu tersebut ketika populasinya menempati habitat yang baru atau terjadi perubahan pada lingkungan.

Perubahan materi genetik yang terjadi dari waktu ke waktu pada individu dapat memberikan dampak bagi kehidupan individu tersebut. Perubahan materi genetik dapat berdampak pada perubahan karakter atau sifat dari suatu makhluk hidup. Perubahan karakter yang terjadi dapat diturunkan pada keturunannya. Jika perubahan materi genetik menyebabkan individu tersebut dapat menyesuaikan diri terhadap habitat baru ataupun terhadap perubahan yang terjadi pada lingkungan habitatnya maka dapat dikatakan individu tersebut dapat beradaptasi.

a. Adaptasi pada Hewan

Adaptasi yang dilakukan oleh hewan dapat berupa adaptasi untuk

1)  Adaptasi untuk Memperoleh Energi

Semua makhluk hidup memerlukan makan, termasuk juga hewan. Melalui proses adaptasi, hewan memiliki kemampuan yang berbeda dalam memperoleh makanan, memakan dan mencerna makanan.

Berdasarkan jenis makanannya, hewan dibagi menjadi hewan herbivora, karnivora dan omnivora. Rusa, beberapa ikan, kambing, banteng, dan serangga merupakan contoh dari herbivora. Herbivora merupakan hewan pemakan tanaman. Hewan yang memakan hewan lain disebut karnivora. Misalnya elang, harimau, singa dan serigala.

Beberapa karnivora merupakan pemakan sisa makanan hewan lain. Hewan yang memakan hewan lain dan juga tumbuhan disebut omnivora. Misalnya beruang dan rakun. Perbedaan diantara ketiga jenis hewan tersebut ialah pada enzim yang terdapat pada sistem pencernaan dan pada struktur gigi. Beberapa kumbang dan lipan merupakan detritivor, yaitu organisme pemakan detritus (zat yang telah hancur dan busuk)

2)  Adaptasi Fisik

Beberapa spesies hewan yang merupakan mangsa dari predator memiliki bentuk fisik yang memungkinkan mereka terhindar dari predator. Adaptasi terjadi pada hewan tertentu sehingga memiliki struktur tubuh yang seolah-olah “menyatu” dengan lingkungan.

Bagian luar tubuh atau penutup tubuh hewan dapat memberikan perlindungan terhadap beberapa hewan. Beberapa serangga memiliki kulit luar yang keras. Kura-kura, penyu dan beberapa hewan yang tinggal di air memiliki struktur pelindung yang berfungsi melindungi hewan tersebut dari predator. Ukuran tubuh juga merupakan salah satu tipe pertahanan diri. Hewan yang berukuran besar biasanya lebih aman daripada hewan berukuran kecil.

Mimikri adalah salah satu kemampuan hewan dari hasil adaptasi, dimana suatu hewan memiliki kemiripan dengan hewan lain secara tingkah laku maupun penampilan. Salah satu kejadian mimikri ialah pada ular scarlet king yang menyerupai ular karang.

Ular scarlet king bukanlah ular yang berbahaya, namun ular karang adalah jenis ular yang berbahaya. Ular scarlet king yang kurang berbahaya mengalami perubahan materi genetik dari waktu ke waktu untuk berkembang menyerupai spesies ular yang berbahaya seperti ular karang. Jika predator tidak dapat membedakan diantara dua hewan tersebut, predator biasanya tidak akan memangsa semua hewan tersebut. Contoh lainya adalah belalang yang menyerupai bunga anggrek untuk menghindar dari predator.

Beberapa hewan memiliki penampilan yang menyerupai lingkunganya, misalnya serangga yang berwarna hijau yang tinggal di rerumputan. Suatu tanda atau warna yang membantu hewan bersembunyi di lingkungan dari predator disebut. Bunglon memiliki kemampuan untuk merubah warna tubuh menyesuaikan dengan tempat sekitar. 

Kamuflase  juga merupakan salah satu adaptasi yang dilakukan oleh predator untuk mengelabui mangsa.Macan memiliki lurik yang membuatnya tersembunyi pada rumput yang tinggi. Paus pembunuh berwarna hitam pada permukaan tubuh mereka dan putih pada bagian bawah. Dari permukaan warna paus akan menyatu pada kegelapan lautan dalam. Jika terlihat dari bawah, bagian tubuh bawah paus yang putih membuatnya terlihat seperti warna cerah langit. Adaptasi ini memungkinkan predator sukses dalam melakukan perburuan.

3)  Adaptasi Tingkah Laku

Hewan melakukan adaptasi secara fisik, akan tetapi hewan juga melakukan adaptasi secara tingkah laku. Adaptasi tingkah laku memungkinkan hewan untuk menangkap mangsa ataupun untuk menghindari predator. Bahan kimia merupakan bahan yang sering digunakan oleh beberapa hewan untuk menghindar dari predator. Beberapa semut dan kumbang mengeluarkan cairan berbau tidak enak. Ketika cumi dan gurita merasa terancam, hewan tersebut dapat menyemburkan tinta sehingga dapat melepaskan diri dari predator.

Perilaku berkelompok merupakan salah satu tingkah laku yang dapat melindungi kawanan hewan dari buruan predator. Misalnya ikan yang membentuk kawanan, karena kawanan ikan terlihat seperti organisme yang besar sehingga ikan predator tidak akan memangsa kawanan ikan tersebut. Bagi predator, dengan berkelompok membentuk kawanan akan dapat memperoleh mangsa yang lebih besar daripada  berburu secara individu.

b. Adaptasi pada Tumbuhan

Tumbuhan juga melakukan adaptasi. Adaptasi dilakukan agar tumbuhan dapat bertahan hidup di daratan. Adaptasi yang dilakukan ialah berupa perlindungan dan penyokong, substansi tambahan pada dinding sel, dan adaptasi pada reproduksi.

1)  Perlindungan dan Penyokong

Air merupakan komponen penting bagi semua makhluk hidup, begitupun bagi tumbuhan. Adaptasi bagaimanakah yang membantu tumbuhan mempertahankan kandungan airnya? Batang, daun maupun bunga memiliki lapisan sel epidermis yang diselubungi oleh kutikula.

Kutikula merupakan suatu lapisan lilin yang disekresikan oleh sel ke bagian permukaan tanaman. Kutikula memperlambat kehilangan air pada tumbuhan. Penyokong merupakan bentuk adaptasi yang dilakukan tumbuhan agar dapat tumbuh dengan kuat di daratan. Sel tumbuhan memiliki dinding sel yang tersusun atas selulosa. Selulosa memberikan bentuk dan kekuatan pada tanaman.

Pada permukaan daun beberapa tumbuhan memiliki stomata yang umumnya membuka pada siang hari dan menutup pada malam hari. Stomata membuak di siang hari ketika tumbuhan membutuhkan zat yang diperlukan untuk fotosintesis. Stomata juga dapat menutup ketika tumbuhan kehilangan banyak air. Adaptasi ini juga dapat mempertahankan keberadaan air pada sel daun tumbuhan.

2)  Zat Tambahan pada Dinding Sel

Beberapa sel tumbuhan menghasilkan substansia lain selain selulosa untuk membuat dinding sel lebih kuat. Misalnya daun pada  tanaman pinus yang tahan terhadap es yang membeku di atasnya

3) Reproduksi

Adaptasi pada reproduksi juga dapat membantu tumbuhan bertahan hidup di daratan, misalnya saja tumbuhan memiliki spora yang tahan terhadap kekeringan. Tumbuhan lain memiliki biji yang dilapisi oleh lapisan yang dapat mencegah biji kekurangan air. 

Adaptasi dalam proses penyebaran biji. Beberapa biji memiliki struktur yang membantu biji tersebut untuk tersebar dan jatuh pada tempat yang sesuai untuk tumbuh. Coba ingat lagi pada sub bab penyebaran biji, apa saja perantara penyebaran biji? Biji dandelion memiliki “sayap” yang membantunya untuk dapat terbang jika tertiup angin. Biji beberapa rerumputan memiliki kait yang mudah terikat pada baju maupun bulu burung sehingga dapat tersebar melalui perantaraan manusia maupun burung. Kelapa memiliki sabut kelapa yang juga memiliki fungsi menyerupai pelampung sehungga kelapa dapat mengapung di air dan terbawa aliran air.

2.   Seleksi Alam

Di alam terdapat hubungan mangsa dan predator. Umumnya predator bergantung pada warna dan bentuk tubuh mangsa dalam mengenali mangsanya. Keberadaan mangsa yang tidak mencolok cenderung menyulitkan predator untuk menangkapnya. Ada hewan-hewan yang menjadi sedikit jumlahnya karena tidak mampu mempertahankan diri dari predator serta tidak dapat melakukan reproduksi. Ada pula hewan yang tetap hidup karena mampu bertahan dari serangan predator.

Makhluk hidup yang karakternya atau sifatnya dapat membuatnya bertahan hidup menghadapi lingkungan baru ataupun perubahan lingkungan serta dapat bereproduksi, tidak akan mengalami kepunahan. Makhluk hidup demikian dapat dikatakan lolos seleksi alam.