Perkembangbiakan & siklus hidup
Bertelur, melahirkan, bertunas, atau membelah diri — semua cara untuk berlanjut.
Jenjang yang disarankan: SD, SMP, SMA, kuliah.
Penjelasan untuk SD
Semua makhluk hidup berkembang biak agar jenisnya tidak punah.
Hewan:
- Bertelur: ayam, penyu, cicak, dan kupu-kupu.
- Melahirkan: kucing, sapi, paus, dan manusia.
- Bertelur-melahirkan: telur menetas di dalam tubuh induk, seperti pada beberapa hiu.
Tumbuhan:
- Dengan biji: mangga, padi, dan jagung. Bunga membantu membentuk biji lewat penyerbukan.
- Tanpa biji: pisang bertunas, kentang tumbuh dari umbi, paku dan jamur memakai spora.
Kupu-kupu mengalami metamorfosis: telur → ulat → kepompong → kupu-kupu. Katak juga: telur → berudu → katak muda → katak dewasa. Urutan ini disebut siklus hidup.
Poin kunci
- Hewan berkembang biak dengan bertelur, melahirkan, atau bertelur-melahirkan.
- Tumbuhan berkembang biak dengan biji, tunas, umbi, atau spora.
- Metamorfosis: telur → ulat → kepompong → kupu-kupu.
Aktivitas
Amati siklus hidup kupu-kupu atau katak dari gambar/video. Susun kartu tahapannya dengan urutan yang benar dan ceritakan kepada temanmu.
Penjelasan untuk SMP
Perkembangbiakan dibedakan menjadi dua:
- Generatif (seksual): melibatkan peleburan sel kelamin jantan dan betina. Keturunan mewarisi sifat dari kedua induk sehingga bervariasi.
- Vegetatif (aseksual): tanpa peleburan sel kelamin. Keturunan sama persis dengan induknya. Contoh: bakteri membelah diri, ragi bertunas, pisang bertunas, stroberi dengan geragih, dan cangkok atau stek pada tanaman.
Pada tumbuhan berbunga, penyerbukan memindahkan serbuk sari ke kepala putik, dibantu angin, air, serangga, burung, atau kelelawar. Setelah pembuahan, bakal biji menjadi biji dan bakal buah menjadi buah.
Beberapa hewan bersifat hermafrodit (cacing tanah, bekicot). Serangga bermetamorfosis sempurna (kupu-kupu, kumbang, lalat) atau tidak sempurna (belalang, capung: telur → nimfa → dewasa).
Contoh menarik di Indonesia: kuda laut jantan mengandung anak, maleo mengubur telurnya di pasir hangat, dan bakau berkecambah saat bijinya masih di pohon (vivipari).
Poin kunci
- Generatif (seksual) menghasilkan keturunan bervariasi; vegetatif (aseksual) menghasilkan keturunan yang sama dengan induknya.
- Penyerbukan lalu pembuahan membentuk biji dan buah.
- Metamorfosis sempurna dan tidak sempurna pada serangga.
Aktivitas
Coba perbanyakan vegetatif: tanam stek batang singkong atau sirih, dan tunas pisang atau umbi kentang. Catat waktu munculnya daun baru.
Penjelasan untuk SMA
Reproduksi seksual menghasilkan variasi genetik melalui meiosis (pindah silang dan pemilahan bebas kromosom) serta pembuahan acak. Variasi ini menjadi bahan baku seleksi alam, sehingga membantu populasi menghadapi perubahan lingkungan dan patogen. Reproduksi aseksual lebih cepat dan tidak memerlukan pasangan, tetapi menghasilkan keturunan yang seragam.
Tumbuhan mengalami pergiliran keturunan (metagenesis) antara generasi gametofit (haploid) dan sporofit (diploid). Pada lumut, gametofit dominan; pada paku dan tumbuhan berbiji, sporofit dominan. Angiosperma melakukan pembuahan ganda: satu sperma membuahi sel telur, satu lagi membentuk endosperma.
Strategi reproduksi hewan berkisar dari banyak keturunan dengan sedikit pengasuhan (ikan, katak) hingga sedikit keturunan dengan pengasuhan panjang (orangutan melahirkan sekitar sekali dalam 6–9 tahun). Strategi lambat ini membuat populasi orangutan sangat rentan terhadap perburuan dan hilangnya habitat.
Poin kunci
- Meiosis dan pembuahan acak menghasilkan variasi genetik.
- Pergiliran keturunan: gametofit (n) dan sporofit (2n).
- Angiosperma melakukan pembuahan ganda.
- Strategi reproduksi lambat membuat populasi rentan.
Aktivitas
Bandingkan keuntungan dan kerugian reproduksi seksual dan aseksual dalam tabel. Hubungkan dengan budidaya pisang yang seragam secara genetik dan kerentanannya terhadap penyakit.
Penjelasan untuk kuliah
Mengapa reproduksi seksual bertahan? Reproduksi seksual memiliki “biaya ganda”: dalam populasi seksual, separuh keturunan adalah jantan yang tidak melahirkan anak, sehingga populasi aseksual secara teori dapat tumbuh dua kali lebih cepat. Penjelasan keuntungan seks meliputi hipotesis Ratu Merah (rekombinasi membantu inang selalu “berlari” mendahului parasit yang terus berevolusi), ratchet Muller (garis keturunan aseksual menumpuk mutasi merugikan yang tidak dapat dibuang), dan adaptasi yang lebih cepat karena rekombinasi menggabungkan mutasi menguntungkan.
Partenogenesis (perkembangan embrio tanpa pembuahan) terjadi pada banyak serangga, beberapa reptil, dan ikan. Komodo betina di kebun binatang pernah menghasilkan anak tanpa jantan (partenogenesis fakultatif); karena sistem penentuan kelamin reptil ini ZW, semua anaknya jantan.
Sistem penentuan jenis kelamin beragam: XY pada mamalia, ZW pada burung dan banyak reptil, haplodiploidi pada lebah dan semut (jantan berkembang dari telur yang tidak dibuahi), serta penentuan oleh suhu pada penyu dan buaya.
Teori sejarah hidup menjelaskan pertukaran (trade-off) dalam mengalokasikan energi: jumlah dan ukuran keturunan, usia dewasa kelamin, dan umur. Orangutan memiliki salah satu jarak kelahiran terpanjang di antara mamalia, sedangkan ikan dan katak melepaskan ribuan telur tanpa pengasuhan. Pembagian lama “seleksi r dan K” kini dipandang terlalu sederhana dan digantikan analisis demografi yang lebih rinci.
Pada tumbuhan: mekanisme inkompatibilitas-diri mencegah penyerbukan sendiri; apomiksis menghasilkan biji tanpa pembuahan; dan banyak pohon dipterokarpa berbuah serentak dalam selang beberapa tahun (masting), yang diduga membuat pemakan biji kewalahan sehingga sebagian biji selamat.
Poin kunci
- Biaya ganda seks diimbangi keuntungan rekombinasi (Ratu Merah, ratchet Muller).
- Partenogenesis fakultatif terjadi pada komodo.
- Sistem penentuan kelamin: XY, ZW, haplodiploidi, dan suhu.
- Teori sejarah hidup menjelaskan pertukaran alokasi energi.
Aktivitas
Susun tabel demografi (kelangsungan hidup dan fekunditas per umur) untuk dua spesies dengan strategi berbeda dari literatur, misalnya orangutan dan penyu hijau. Hitung laju reproduksi bersih (R₀) dan diskusikan implikasinya bagi konservasi.