kab/kota: Batang

Jakarta –

Siklus terang dan gelap di Bumi sangat memengaruhi miliaran organisme. Peristiwa seperti gerhana Matahari diketahui menyebabkan perubahan yang nyata pada hewan. Apakah hal itu memiliki efek yang sama pada tumbuhan?

Selama gerhana Matahari di sebuah hutan di wilayah Dolomit Italia, para ilmuwan memanfaatkan momen tersebut untuk menyelidiki pertanyaan menarik itu.

Para peneliti memantau impuls bioelektrik pohon cemara saat gerhana Matahari terjadi. Mereka membiarkan sensor mereka menyala untuk merekam respons pohon terhadap gerhana, dan apa yang mereka amati sungguh menakjubkan.

Pohon cemara tidak hanya merespons gerhana Matahari, mereka secara aktif mengantisipasinya, dengan menyinkronkan sinyal biolistrik mereka berjam-jam sebelumnya.

Fenomena di seluruh hutan ini, yang dijelaskan secara rinci hari ini dalam jurnal Royal Society Open Science, mengungkap lapisan kompleksitas baru dalam perilaku tanaman. Hal ini menambah bukti yang muncul bahwa tanaman berpartisipasi aktif dalam ekosistemnya.

Pepohonan Merespons Secara Kolektif

Penelitian ini dipimpin oleh Profesor Alessandro Chiolerio dari Italian Institute of Technology, dan Profesor Monica Gagliano dari Southern Cross University Australia, yang merupakan penulis utama artikel ini. Penelitian ini juga melibatkan tim ilmuwan internasional.

Gerhana Matahari terjadi saat Bulan berada di antara Matahari dan Bumi, sehingga cahaya Matahari tertutup seluruhnya atau sebagian.

Gerhana dapat menimbulkan rasa kagum dan bahkan rasa solidaritas sosial pada manusia. Hewan pun terbukti berkumpul dan menyelaraskan gerakan mereka selama peristiwa tersebut.

Namun, para ilmuwan hanya tahu sedikit tentang bagaimana tanaman merespons gerhana Matahari. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa transisi cepat dari gelap ke terang selama gerhana dapat mengubah perilaku tanaman. Namun, penelitian ini berfokus pada respons masing-masing tanaman.

Studi terbaru bertujuan untuk mengetahui apakah pepohonan merespons gerhana Matahari secara bersama-sama, sebagai kehidupan kolektif.

Aktivitas Tumbuhan

Molekul bermuatan bergerak melalui sel semua organisme hidup , mentransmisikan sinyal listrik saat bergerak. Secara kolektif, aktivitas listrik ini dikenal sebagai ‘elektrom’ organisme.

Aktivitas listrik utamanya digerakkan oleh pergerakan ion melintasi membran sel. Aktivitas ini menciptakan arus kecil yang memungkinkan organisme, termasuk manusia, untuk mengoordinasikan tubuh mereka dan berkomunikasi.

Para peneliti ingin menyelidiki sinyal listrik pohon cemara ( Picea abies) selama gerhana Matahari parsial pada 25 Oktober 2022. Peristiwa itu terjadi di hutan Costa Bocche dekat Paneveggio di kawasan Dolomites, Italia.

Para ilmuwan berupaya memahami aktivitas listrik pohon selama gerhana yang berlangsung selama satu jam. Mereka menggunakan sensor yang dibuat khusus dan menghubungkannya ke tiga pohon. Dua di antaranya adalah pohon sehat berusia sekitar 70 tahun, satu di bawah sinar Matahari penuh dan satu di bawah naungan penuh. Pohon ketiga adalah pohon sehat berusia sekitar 20 tahun, di bawah naungan penuh.

Mereka juga menempelkan sensor tersebut ke lima tunggul pohon atau sisa-sisa pohon tua, yang awalnya merupakan bagian dari hutan murni, tetapi telah hancur akibat badai beberapa tahun sebelumnya.

Untuk setiap pohon dan tunggul, para peneliti menggunakan lima pasang elektroda, yang ditempatkan di lapisan dalam dan luar pohon, termasuk pada akar, cabang, dan batang yang terbuka. Elektroda tersebut dihubungkan ke sensor.

Pengaturan ini memungkinkan para ilmuwan untuk memantau aktivitas biolistrik dari beberapa pohon dan tunggul di empat lokasi selama gerhana Matahari. Mereka memeriksa respons masing-masing pohon dan sinyal biolistrik antarpohon.

Secara khusus, para ilmuwan mengukur perubahan dalam ‘potensi bioelektrik’ pohon. Istilah ini merujuk pada perbedaan tegangan di seluruh membran sel.

Hasil studi menemukan, aktivitas listrik di ketiga pohon menjadi jauh lebih tersinkronisasi di sekitar gerhana, baik sebelum maupun selama peristiwa satu jam tersebut. Perubahan ini terjadi pada tingkat mikroskopis, seperti di dalam molekul air dan getah bening di pohon.

Dua pohon yang lebih tua dalam penelitian ini memiliki respons awal yang jauh lebih jelas terhadap gerhana yang akan datang daripada pohon yang muda. Hal ini menunjukkan bahwa pohon yang lebih tua mungkin telah mengembangkan mekanisme untuk mengantisipasi dan merespons peristiwa tersebut, mirip dengan respons mereka terhadap perubahan musim.

Gerhana Matahari mungkin tampak langka dari sudut pandang manusia, tetapi gerhana ini mengikuti siklus yang dapat terjadi dalam rentang umur pohon yang panjang. Para ilmuwan juga mendeteksi gelombang biolistrik yang bergerak di antara pepohonan. Hal ini menunjukkan bahwa pohon yang lebih tua dapat menularkan pengetahuan ekologisnya kepada pohon yang lebih muda.

Dinamika seperti itu konsisten dengan penelitian yang menunjukkan pensinyalan jarak jauh antar tanaman dapat membantu mereka mengoordinasikan berbagai fungsi fisiologis dalam menanggapi perubahan lingkungan.

Para peneliti juga mendeteksi perubahan dalam respons biolistrik tunggul pohon selama gerhana, meskipun tidak terlalu kentara dibandingkan dengan pohon yang berdiri. Hal ini menunjukkan tunggul pohon masih hidup.

Tim peneliti kemudian menggunakan pemodelan komputer, dan metode analisis canggih termasuk teori medan kuantum, untuk menguji temuan eksperimen fisik.

Hasil tersebut memperkuat hasil eksperimen. Artinya, gerhana tidak hanya memengaruhi respons biolistrik masing-masing pohon, aktivitasnya pun berkorelasi. Hal ini menunjukkan adanya reaksi kohesif seperti organisme pada skala hutan.

Memahami Hubungan Hutan

Temuan ini selaras dengan penelitian ekstensif sebelumnya yang dilakukan oleh orang lain, yang menyoroti sejauh mana pepohonan di ekosistem hutan saling terhubung.

Perilaku ini pada akhirnya dapat memengaruhi ketahanan, keanekaragaman hayati, dan fungsi keseluruhan ekosistem hutan, dengan membantunya mengatasi perubahan yang cepat dan tidak dapat diprediksi.

Temuan ini juga menggarisbawahi pentingnya melindungi hutan tua, yang berfungsi sebagai pilar ketahanan ekosistem yang berpotensi melestarikan dan mewariskan pengetahuan ekologi yang tak ternilai.

(rns/rns)