Minggu lalu, University of North Carolina di Chapel Hill merilis hasil studi baru yang meneliti bagaimana tanaman merespons salah satu yang paling berfluktuasi, elemen alam cair yang harus mereka hadapi:bayangan dan cahaya. Dia, kata para peneliti, studi pertama untuk mengetahui mekanisme bagaimana tanaman dapat bertahan dan berkembang sebagai bayangan menghalangi sinar matahari mereka.
Sebagian besar tanaman – kita akan membahas pengecualian sebentar lagi – tidak tumbuh di lingkungan di mana mereka memiliki “matahari sepanjang hari, semua gelap di malam hari”. Sebagai gantinya, pergerakan tanaman atau hewan lain di atas kepala secara rutin menghalangi matahari, menyebabkan bayangan. Ini bisa menjadi masalah besar.
Tumbuhan memiliki kemampuan untuk meningkatkan dan menurunkan laju fotosintesis, tapi ini bukan transisi yang sangat cepat. Dan itu menimbulkan masalah:jika kegelapan itu hanya sementara, dan sinar matahari segera menerobos, tanaman tersebut akan lambat untuk mengembalikan efisiensi fotosintesisnya ke tingkat normal. Jika tanaman menggunakan fotosintesis yang berputar terlalu lama selama sinar matahari terbuka, itu akan terbakar. Ini seperti seseorang yang menghapus tabir surya saat mendung – jika matahari muncul kembali, orang itu akan sama sekali tidak terlindungi (kita tahu ini analogi yang tidak sempurna, tetapi Anda mendapatkan intinya).
Studi ini menemukan metode yang digunakan tanaman untuk menentukan apakah kegelapan sudah mendekati malam atau hanya bayangan sementara. Tumbuhan tidak bisa benar-benar melihat, tentu saja, jadi mereka menggunakan protein yang disebut RGS1 untuk mendeteksi perubahan cahaya dan menyesuaikan efisiensi fotosintesisnya ke tingkat yang sesuai. Tanpa protein ini, tanaman tidak dapat menangani perubahan:tim menggunakan tanaman yang dimodifikasi secara genetik untuk kekurangan RGS1, dan selama periode bayangan tanaman itu menjadi rusak, akhirnya mengambil terlalu banyak sinar matahari dan terbakar.
Karena para peneliti menemukan protein yang bertanggung jawab, mereka juga dapat mengatur waktu tanaman untuk melihat dengan tepat berapa lama waktu yang dibutuhkan tanaman untuk menyesuaikan diri. Apa yang mereka temukan cukup mengesankan:tanaman yang diuji memiliki jendela empat menit yang kuat. Jika kegelapan bertahan lebih dari empat menit, tanaman akan berasumsi bahwa kegelapan akan tetap ada setidaknya untuk sementara waktu, dan meningkatkan fotosintesis mereka. Kurang dari empat menit? Tidak ada perubahan.
Satu pengecualian:rumput.
Tumbuhan dalam keluarga rumput, yang meliputi tanaman yang banyak ditanam seperti jagung, gandum, dan nasi, tidak memiliki RGS1 sama sekali. Itu karena padang rumput biasanya tidak memiliki tanaman atau pohon yang lebih besar yang dapat membuat bayangan, sehingga mereka beroperasi pada tingkat fotosintesis yang konsisten sepanjang hari.
Penemuan ini bisa memiliki relevansi yang signifikan untuk pertanian. Memahami cara kerja protein ini bisa menjadi kunci untuk memanipulasi efisiensi fotosintesis tanaman, yang dapat meningkatkan hasil atau bahkan memungkinkan tanaman untuk bertahan hidup di iklim yang biasanya tidak mereka lakukan.
