Bagaimana orang tua tanaman memastikan bahwa anak-anak mereka berhasil dalam hidup – Majalah Time.com

  • Bagikan
banner 468x60


Jika Anda akan memetik apel musim gugur ini, Anda mungkin tertarik pada apel terbesar, paling terang, dan paling aromatik yang dapat Anda temukan. Pohon apel dan tanaman penghasil buah lainnya telah berevolusi untuk menghasilkan buah yang menggugah selera karena suatu alasan: untuk memikat orang dan hewan liar agar memakan buahnya dan menyebarkan benihnya.

banner 336x280

Beberapa peneliti di lab Susan Whitehead, asisten profesor ilmu biologi dalam Sekolah Tinggi Ilmu, telah mempelajari penyebaran benih untuk memahami bagaimana bahan kimia memengaruhi interaksi antara buah dan hewan yang memakannya.

Dalam sebuah makalah baru, yang diterbitkan di jurnal Tren Ekologi dan Evolusi, lab menjelaskan seluk-beluk ekologi kimia penyebaran benih dan bagaimana studi di masa depan dapat menjelaskan lebih banyak tentang subjek yang kurang diketahui tetapi penting ini.

“Pemahaman kami tentang ekologi kimia penyebaran benih masih cukup mendasar. Banyak bahan kimia dalam buah-buahan yang belum dideskripsikan, dan kami hanya tahu sedikit tentang fungsi yang mungkin dimiliki bahan kimia ini,” kata Annika Nelson, rekan pascadoktoral di lab Whitehead dan penulis utama makalah tersebut. “Ada begitu banyak potensi penelitian di bidang ini, dan saya berharap makalah kami akan memicu percakapan antara ahli ekologi kimia dan peneliti lain yang mempelajari penyebaran benih.”

Sama seperti manusia, induk tumbuhan ingin keturunannya sukses setelah mereka meninggalkan sarang metaforis. Untuk memiliki peluang keberhasilan tertinggi, benih perlu ditanam jauh dari induknya untuk meminimalkan persaingan air, unsur hara, dan cahaya. Tanaman, bagaimanapun, berakar di tanah dan seringkali tidak dapat menyebarkan benihnya sendiri.

Jika tanaman ingin benihnya bertahan hidup, mereka harus kreatif.

Misalnya, beberapa tanaman, seperti biji batang Virginia, membuat bijinya sangat lengket sehingga melekat pada orang yang lewat. Tumbuhan lain, seperti pohon maple, telah membuat sayap untuk benihnya sehingga dapat meluncur bersama angin. Namun, salah satu cara paling umum bagi tanaman induk untuk mendistribusikan benihnya adalah melalui hewan – dan sistem pencernaannya.

Tumbuhan yang menghasilkan buah menyelubungi bijinya dengan buah yang menarik dan lezat dengan harapan hewan akan memakannya, membawanya dengan berjalan kaki atau terbang, dan membuangnya di lokasi baru. Untuk menarik penyebar benih potensial, tanaman menggunakan bahan kimia yang disebut metabolit sekunder, yang memberi buah aroma, warna, dan rasa yang berbeda, dan juga dapat berfungsi sebagai nutrisi penting bagi hewan.

Namun, tanaman harus memilih waktu ketertarikannya dengan hati-hati. Jika tanaman terus-menerus menarik perhatian hewan, mereka akan memakan biji tanaman induknya sebelum mereka siap untuk keluar ke dunia. Untuk menghindari hal ini, beberapa tanaman menggunakan metabolit sekunder untuk memberi tahu penyebar benih ketika tiba waktunya untuk memanen buah.

“Buah-buahan yang matang seringkali jauh lebih berbau dan lebih enak daripada buah-buahan mentah dengan sengaja,” kata Nelson. “Ini berkomunikasi dengan hewan ketika buah-buahan siap untuk diambil. Jika benih dikeluarkan dari tanaman sebelum mereka berkembang sepenuhnya, mereka sering kali tidak akan bertahan hidup.”

Metabolit sekunder dapat memiliki efek menolak pada penyebar benih juga. Seringkali, tanaman menghasilkan metabolit sekunder beracun atau pahit untuk mencegah hewan menghancurkan benih mereka dan untuk menangkis penyakit.

Tanaman perlu diwaspadai. Metabolit sekunder penolak ini juga dapat mencegah penyebar benih memakan dan menyebarkan benih mereka sepenuhnya. Pada dasarnya, tanaman harus mencapai keseimbangan yang cermat antara menarik hewan untuk mendistribusikan benih mereka dan melindungi benih mereka dari hewan atau virus yang mungkin menyerang dan membunuh mereka.

Laboratorium Whitehead telah menemukan mekanisme penyebaran benih yang menarik di hutan Kosta Rika. Tanaman Piper sancti-felicis, yang merupakan semak berdaun lebar dengan tandan buah yang unik seperti tombak, memaksa penyebar benih utamanya, kelelawar ekor pendek Seba, untuk memakan setengah buah saja sebelum meludahkannya ke tanah.

Whitehead berpikir bahwa kelelawar ekor pendek Seba cenderung tidak menghabiskan makanan mereka karena buah Piper sancti-felicis mengandung metabolit sekunder konsentrasi tinggi, yang membuat buahnya kurang enak. Tetapi pertanyaannya tetap: Mengapa tanaman Piper sancti-felicis ingin kelelawar hanya memakan setengah dari buahnya?

Whitehead berpikir bahwa semut mungkin memegang kuncinya.

“Buah-buahan yang setengah dimakan yang dijatuhkan di bawah sarang kelelawar sangat cepat ditemukan dan dibawa oleh semut,” kata Whitehead, yang merupakan afiliasi dari Pusat Ilmu Tanaman Terjemahan, lengan dari Institut Ilmu Hayati Fralin. “Semut sering hanya memakan daging buahnya dan membuang bijinya yang bersih tepat di luar sarangnya. Kami pikir tahap kedua dari proses penyebaran benih ini dapat meningkatkan peluang kelangsungan hidup benih.”

Jika tidak jelas sebelumnya, ada banyak hubungan yang ada antara tanaman, buah-buahan, bahan kimia, dan hewan penyebarnya. Menurut Nelson, ada begitu banyak faktor yang perlu dipertimbangkan dalam setiap sistem penyebaran benih sehingga sulit untuk mengukur dampak metabolit sekunder terhadap keberhasilan penyebaran benih tanaman secara sistematis.

Dalam makalah mereka, Nelson dan Whitehead telah menekankan pentingnya metabolit sekunder dengan memasukkannya ke dalam kerangka konseptual “efektivitas penyebaran benih,” yang akan membantu para peneliti berpikir tentang ekologi kimia penyebaran benih dan efek metabolit sekunder pada kebugaran tanaman di potongan yang lebih kecil dan lebih mudah dicerna.

“Kerangka Efektivitas Penyebaran Benih membagi penyebaran benih ke dalam langkah-langkah yang berbeda, seperti kapan dan berapa banyak benih yang pertama kali dibuang atau kapan dan di mana benih akhirnya disimpan, yang lebih mudah diukur secara individual,” kata Nelson. “Manfaat dari kerangka kerja ini adalah Anda dapat menggunakannya untuk menangani bagian-bagian terpisah dari proses penyebaran benih dan kemudian menyatukan semuanya pada akhirnya untuk mengukur berapa banyak benih yang disebarkan hewan secara efektif untuk sebuah tanaman.”

Laboratorium Whitehead berencana melakukan perjalanan ke Kosta Rika pada musim gugur untuk melanjutkan penelitian mereka tentang penyebaran sekunder buah Piper sancti-felicis oleh semut.

Nelson juga mempelajari akar darah, tanaman herba asli di Virginia yang menghasilkan alkaloid merah terang dan sangat beracun di akar, daun, dan buahnya. Sejauh ini, dia telah menemukan bahwa selain melindungi tanaman dari serangan, alkaloid ini tampaknya menghalangi semut penyebar benih. Tanaman tampaknya menyesuaikan produksi alkaloidnya dalam buah-buahan tergantung pada apakah lebih menguntungkan untuk menjaga buah atau menarik hewan untuk menyebarkan bijinya.

Sumber: VirginiaTech





Source link

!-- Composite Start -->
  • Bagikan