Rimbanusa.id – Tanaman karnivora, pemakan serangga, telah sejak lama memesona para ahli biologi selama lebih dari satu abad. Namun bagaimana tanaman tersebut mengembangkan kemampuan untuk menangkap dan mengonsumsi mangsa hidup sebagian besar masih menjadi misteri.
Sekarang, para ilmuwan Salk Institute mulai menyelidiki dasar molekuler karnivora tanaman. Mereka menemukan bukti bahwa kemampuan tanaman karnivora berevolusi dari mekanisme yang digunakan tanaman untuk mempertahankan diri.
Deskripsi lengkap studi tersebut telah dipresentasikan di Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dengan judul “Dynamic calcium signals mediate the feeding response of the carnivorous sundew plant” baru-baru ini. Publikasi tersebut merupakan jurnal akses terbuka yang dapat diperoleh secara daring.
Studi itu merinci bagaimana molekul kalsium bergerak secara dinamis di dalam sel di daun tanaman karnivora. Itu sebagai respons terhadap sentuhan dari mangsa hidup.
Fluktuasi kalsium menyebabkan pergerakan daun untuk menangkap mangsa. Kemungkinan melalui peningkatan produksi hormon pertahanan.
Temuan ini memperluas pemahaman para ilmuwan tentang bagaimana tanaman berinteraksi dengan lingkungan mereka. “Jika kita dapat mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana tanaman seperti ini dan lainnya telah beradaptasi untuk merespons lingkungan unik mereka,” kata satu penulis senior, Profesor Joanne Chory.
“Maka mungkin kita dapat mengubah jalur molekuler ini di masa depan untuk mengembangkan tanaman yang dapat bertahan dalam kondisi yang lebih keras,” lanjut Profesor Joanne Chory yang juga direktur Laboratorium Biologi Molekuler dan Seluler Tanaman di Salk dan investigator di Howard Hughes Medical Institute.
Ahli biologi telah memahami bahwa tanaman seperti sundew berdaun sendok (Drosera spatulata) kemungkinan mengadaptasi karnivora untuk bertahan hidup dalam kondisi miskin nutrisi.
Namun, sundew menantang untuk tumbuh dan DNA mereka tidak diurutkan sampai saat ini. Sehingga para ilmuwan mengalami kesulitan untuk memeriksa bagaimana karnivora bekerja pada tingkat sel.
Mereka juga tidak yakin bagaimana tanaman karnivora mengembangkan perilaku terkait penangkapan mangsa. Seperti pergerakan daun dan sekresi enzim pencernaan.
“Tanaman sundew karnivora bukanlah organisme model,” kata Carl Procko, salah satu penulis makalah dan staf ilmuwan di Laboratorium Biologi Molekuler dan Seluler Tanaman Salk.
“Kurang dari segelintir laboratorium di dunia yang sebelumnya mampu memodifikasinya secara genetik, jadi kami harus mempelajari teknik baru untuk memeriksanya dengan cermat.”
Untuk studi ini, para ilmuwan menerapkan alat genetik. Tujuannya untuk menggambarkan perubahan dinamis molekul kalsium di daun saat mangsa serangga mendarat di daun dan ditangkap oleh sekresi lengket.
Pada tanaman non-karnivora, pensinyalan kalsium memainkan banyak peran pendukung kehidupan yang vital. Seperti memicu jalur pertahanan asam jasmonic untuk mengusir hama serangga yang tidak diinginkan.
Asam jasmonic juga merespon aktivitas listrik, yang merupakan elemen penting dari penangkapan mangsa di beberapa tanaman karnivora, termasuk sundews. Para ilmuwan ingin tahu apakah jalur pertahanan yang sama dari tanaman non-karnivora ini mungkin juga diperlukan untuk perilaku karnivora sundew.
Tim menemukan bahwa perubahan kalsium dalam sel tanaman diperlukan untuk aktivasi gen yang Biasanya ditargetkan oleh asam jasmonic. Saat daun ditekuk ke dalam menjebak serangga dalam cairan pencernaan.
Para peneliti lebih lanjut mengamati bahwa daun sundew bengkok lebih sedikit ketika mereka diberi mangsa yang tidak hidup dan ketika saluran kalsium mereka diblokir. Temuan ini menunjukkan bahwa kalsium membantu respons penangkapan mangsa serangga.
Dan bersama dengan penelitian lain, mendukung gagasan bahwa asam jasmonic terlibat dalam pencernaan serangga. “Sangat menarik untuk melihat bagaimana tanaman ini merespons rangsangan mekanis terkait mangsa, seperti sentuhan,” kata Ivan Radin.
Radin adalah salah satu penulis dan ilmuwan penelitian di University of Washington di St. Louis. “Kemampuan untuk merasakan dan merespon kekuatan mekanik adalah sesuatu yang kebanyakan orang tidak diasosiasikan dengan tanaman, terutama pada skala waktu yang cepat ini. Pekerjaan kami memberikan visual yang indah dari fakta ini.”
Temuan mereka, katanya, menunjukkan bahwa kalsium juga terlibat dan kemungkinan meningkatkan respons asam jasmonic. “Mirip dengan bagaimana tanaman non-karnivora merespons secara defensif terhadap stimulasi mekanis dari hama,” kata Chory, pemegang Howard H. and Maryam R. Newman Chair di Plant Biology
“Ini memberikan kepercayaan lebih lanjut pada gagasan bahwa karnivora pada sundews mungkin merupakan jalur pertahanan yang berkembang.”
Selanjutnya, para peneliti akan menerapkan teknik genetik serupa untuk mempelajari tanaman karnivora lain yang sebelumnya terlalu sulit untuk diteliti.
Mereka berharap untuk menyelidiki lebih lanjut dasar molekuler mekanisme penangkapan mangsa. Tujuannya agar lebih memahami bagaimana karnivora berevolusi pada spesies yang terkait jauh.
Dan untuk melihat apakah tanaman dapat mengambil manfaat dari mengadaptasi jalur respons lingkungan dan serangga yang ada untuk bertahan hidup di lingkungan yang menantang.
Sumber: National Geographic Indonesia/Ricky Jenihansen
Editor: Faizah
