Language
Country/Area
No result found
ari kabut asap ke sains: Bagaimana efek ajaib etilen ditemukan pada abad ke-19
Etilena, dengan rumus kimia CH2=CH2, adalah gas hidrokarbon tak jenuh yang terdapat di alam sebagai hormon tanaman alami. Ini adalah gas olefin paling sederhana dan gas pertama yang diketahui bertindak sebagai hormon. Etilena bertindak dalam jumlah sedikit di semua tahap kehidupan tanaman, dengan merangsang atau mengatur pematangan buah, pembukaan bunga, peluruhan daun, dan bahkan pada tanaman akuatik dan semi-akuatik, mendorong pemanjangan cepat untuk menghindari perendaman, respons pelarian. Etilena sangat penting untuk pertanian padi.
"Etilena adalah pengatur pertumbuhan yang kuat yang memengaruhi banyak proses fisiologis tanaman."
Ruang pematangan buah komersial biasanya menggunakan "generator katalitik" untuk mengubah etanol cair menjadi gas etilena. Biasanya selama proses pematangan, konsentrasi etilena tetap berada di antara 500 dan 2000 ppm per meter kubik selama 24 hingga 48 jam. Saat melakukan gasifikasi di ruang pematangan, kadar CO2 harus dikontrol dengan hati-hati, karena suhu tinggi untuk pematangan (20°C; 68°F) dapat menghasilkan konsentrasi CO2 sebesar 10% dalam waktu 24 jam.
Sejarah
Etilena memiliki sejarah panjang penggunaan di bidang pertanian. Orang Mesir kuno akan melukai buah ara untuk mempercepat pematangan (luka tersebut merangsang produksi etilena di jaringan tanaman). Di Tiongkok kuno, dupa dibakar di ruangan tertutup untuk mempercepat pematangan buah pir. Pada abad ke-19, penduduk kota memperhatikan bahwa kebocoran gas dari lampu jalan menyebabkan pertumbuhan tanaman terhambat, bunga layu, dan daun gugur sebelum waktunya. Pada tahun 1874, para ilmuwan menemukan bahwa asap dapat membuat ladang nanas berbunga. Asap tersebut mengandung etilena, dan kemudian asap tersebut digantikan oleh penghasil etilena seperti "vinil alkohol" atau "asam naftalena asetat".
"Pengamatan pada abad ke-19 mengungkapkan efek penting etilena dalam asap terhadap pertumbuhan tanaman."
Penelitian ilmiah tentang etilena sebagai faktor dalam fisiologi tanaman dimulai pada akhir abad ke-19. Pada tahun 1896, ahli botani Rusia Dimitri Nelyubov mempelajari kacang polong dan menemukan bahwa bahan aktif dalam gas penerangan adalah etilena, yang dapat merangsang pergerakan kacang polong. Ia melaporkan penemuan ini pada tahun 1901. Pada tahun 1917, Sarah Dought juga menunjukkan bahwa etilena dari gas penerangan dapat merangsang absisi pada tanaman. Petani Florida, yang secara rutin mematangkan tanaman di rumah kaca dengan menyalakan lampu minyak, awalnya mengira hal ini disebabkan oleh panas. Pada tahun 1924, Frank E. Denny menemukan bahwa etilena yang dilepaskan oleh lampu minyak bumilah yang mempercepat pematangan, dan menulis dalam Botanical Journal:
"Etilena sangat efektif dalam menghasilkan efek yang diinginkan sehingga bahkan konsentrasi hanya satu bagian per juta di udara dapat menyebabkan lemon hijau menguning dalam waktu sekitar enam hingga sepuluh hari."
Pada tahun yang sama, Denny menerbitkan laporan eksperimen terperinci dan secara eksperimental membuktikan keuntungan penggunaan etilena dibandingkan penggunaan minyak bumi. Pada tahun 1934, ahli biologi Inggris Richard Gang menemukanmembahas bahwa bahan kimia dalam pisang matang dapat menyebabkan pisang hijau menjadi matang, dan ia menunjukkan bahwa etilena juga dapat memicu efek pertumbuhan ini.
Jalur sintesis etilena
Etilena disintesis oleh hampir semua bagian tanaman tingkat tinggi, termasuk daun, batang, akar, bunga, buah, umbi, dan biji. Produksi etilena diatur oleh berbagai faktor perkembangan dan lingkungan. Selama masa hidup tanaman, tahap pertumbuhan tertentu memicu produksi etilena, seperti perkecambahan, pematangan buah, kerontokan daun, dan penuaan bunga. Jalur sintesis etilena disebut siklus Yang, yang didasarkan pada kontribusi utama yang dibuat oleh ilmuwan Chang Fa Yang. Sintesis etilena melibatkan konversi asam amino metionina menjadi S-adenosil-L-metionina, diikuti oleh produksi asam 1-aminosiklopropana-1-karboksilat melalui sintase ACC, yang akhirnya menghasilkan etilena dengan adanya oksigen.
"Sintesis etilena diinduksi oleh etilena endogen atau eksogen."
Persepsi etilena pada tanaman diatur oleh sekelompok dimer protein transmembran, seperti protein ETR1 pada Arabidopsis thaliana. Kloning faktor sensorik ini telah berhasil dicapai pada banyak tanaman. Serangkaian respons tanaman yang dipicu oleh etilena juga telah diidentifikasi, termasuk penuaan kelopak, pematangan buah, dan pertumbuhan rambut akar. Penemuan pola reaksi ini membawa kita untuk lebih memahami dampak faktor lingkungan dan biologis pada fisiologi tanaman.
Ingat Efek Etilena
Dalam pertanian, etilena tidak hanya berdampak positif pada pematangan dan pembungaan tanaman, tetapi juga membantu mengatasi tantangan seperti stres lingkungan dan kerusakan akibat garam. Namun, bila etilena hadir secara berlebihan, hal itu dapat berdampak serius pada masa simpan buah, mempercepat penuaan bunga, mempercepat layunya, dan mengakibatkan kerugian ekonomi.
"Bagaimana memanfaatkan etilena secara efektif untuk pertumbuhan dan pematangan tanaman tanpa menimbulkan konsekuensi yang merugikan tetap menjadi tantangan penting yang dihadapi para ilmuwan."
Meskipun penelitian tentang etilena terus mendalam, mekanismenya masih perlu dieksplorasi secara lebih komprehensif. Penelitian di masa mendatang dapat mengungkap lebih banyak misteri hormon alami, yang memungkinkan kita untuk memikirkan kembali seperti apa masa depan yang akan dibawa oleh pengembangan ilmiah pertumbuhan tanaman?
