Language
Country/Area
No result found
Mengapa cahaya membuat tanaman "terbangun"? Ungkap misteri fotomorfogenesis!
Dengan studi mendalam tentang perilaku tanaman, para ilmuwan telah menemukan bahwa cahaya tidak hanya merupakan sumber energi, tetapi juga merupakan faktor kunci yang memengaruhi perkembangan tanaman. Fotomorfogenesis adalah proses di mana tanaman berkembang sebagai respons terhadap panjang gelombang cahaya yang berbeda, di mana pola pertumbuhan dan morfologi tanaman berubah tergantung pada spektrum cahaya yang diterimanya. Proses ini sangat berbeda dari fotosintesis, yang merupakan proses konversi energi. Artikel ini akan membahas bagaimana tanaman mengatur responsnya terhadap cahaya, serta prinsip-prinsip ilmiah dan latar belakang historis dari proses ini.
Fotomorfogenesis adalah kunci pertumbuhan tanaman dan hanya dapat terjadi pada panjang gelombang cahaya tertentu.
Tahap-tahap utama perkembangan tanaman
Perkecambahan biji
Cahaya memiliki efek yang mendalam pada perkembangan tanaman, dengan efek yang paling dramatis terjadi saat bibit pertama kali menembus tanah. Biasanya, tunas muncul setelah radikula pertama kali muncul dari biji dan tumbuh. Saat kuncup tumbuh, paparan cahaya akan menghasilkan pertumbuhan akar sekunder dan percabangan. Pertumbuhan akar dan tunas yang terkoordinasi terjadi karena mediasi hormon.
Perkembangan Bibit
Saat kekurangan cahaya, tanaman mengembangkan pola pertumbuhan yang disebut "etiolasi." Pola ini memungkinkan bibit menjadi memanjang, sehingga lebih mudah menembus tanah. Saat bibit terkena cahaya, terjadi peralihan cepat ke fotomorfogenesis dan perbedaan perkembangan yang jelas muncul. Kita dapat membedakan kedua kondisi ini sebagai berikut:
- Ciri-ciri menguning: kait apikal jelas, tidak ada pertumbuhan daun, tidak ada pigmen hijau, pemanjangan batang cepat, dll.
- Ciri-ciri deklorosis: perluasan kait apikal, peningkatan pertumbuhan daun, produksi pigmen hijau, penghambatan pemanjangan batang, dll.
Fotoperiodisme
Beberapa tanaman bergantung pada sinyal cahaya untuk memutuskan kapan beralih dari pertumbuhan vegetatif ke tahap pembungaan. Jenis fotomorfogenesis ini disebut fotoperiodisme dan melibatkan penggunaan fotoreseptor merah (fitokrom) untuk mendeteksi panjang hari. Tanaman baru mulai berbunga setelah mencapai "panjang hari kritis", yang mengoordinasikan pembungaan dengan perubahan musim. Misalnya, tanaman hari panjang membutuhkan periode cahaya yang panjang, sedangkan tanaman hari pendek membutuhkan periode cahaya yang lebih pendek sebelum dapat berbunga.
Pertumbuhan tanaman dipengaruhi oleh panjang dan warna cahaya, yang merupakan inti dari fenomena fotoperiode.
Peran fotoreseptor dalam fotomorfogenesis
Respons tanaman terhadap cahaya biru, merah, dan inframerah bergantung pada beberapa sistem fotoreseptor yang berbeda. Fotoreseptor untuk cahaya merah dan inframerah disebut fitokrom, dan setidaknya ada lima spesies yang diketahui. Reseptor cahaya biru sering disebut kriptokrom, dan reseptor ini memainkan peran penting dalam pertumbuhan dan pembungaan tanaman.
Pengaruh cahaya merah/cahaya inframerah jauh
Tanaman menggunakan fitokrom untuk mendeteksi dan merespons panjang gelombang cahaya merah dan merah jauh. Fitokrom adalah protein pemberi sinyal yang mendorong fotomorfogenesis sebagai respons terhadap cahaya merah dan merah jauh. Menurut panjang gelombang aksi yang berbeda, pigmen fotosensitif dapat dibagi menjadi bentuk Pr yang menyerap cahaya merah dan bentuk Pfr yang menyerap cahaya merah jauh, Pfr adalah bentuk yang diaktifkan.
Dampak cahaya biru
Tumbuhan mengandung berbagai fotoreseptor cahaya biru, di antaranya kriptokrom merupakan reseptor cahaya biru pertama yang diisolasi dan dikarakterisasi, dan terutama bertanggung jawab atas respons tumbuhan terhadap cahaya biru. Kriptokrom ini mengatur pertumbuhan bibit, perluasan daun, ritme sirkadian, dan waktu pembungaan.
Dampak cahaya ultraviolet
Respons tumbuhan terhadap cahaya UV sama pentingnya, dengan gen resistensi UV 8 (UVR8) yang terbukti menjadi fotoreseptor UVB yang memicu respons fotomorfogenik. Respons ini penting untuk memulai proses seperti pemanjangan bibit, perluasan daun, dan biosintesis.
Kemampuan tanaman untuk merespons cahaya sangat penting secara evolusi karena tanaman harus beradaptasi dengan perubahan kondisi lingkungan.
Mempelajari kompleksitas fotomorfogenesis tidak hanya membantu kita memahami mekanisme pertumbuhan tanaman, tetapi juga dapat memengaruhi teknik pertanian dan strategi pengelolaan lingkungan di masa mendatang. Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, pengetahuan kita tentang bagaimana tanaman merasakan dan merespons cahaya juga berkembang. Dapatkah pengetahuan ini mengungkap lebih banyak rahasia pertumbuhan tanaman bagi kita?
