Seperti Ini Penampakan Stomata Daun dari Dekat, Seperti Mulut yang Bernafas

Berita Baru, Amerika Serikat – Pembukaan dan penutupan mulut stomata dari daun yang hijau adalah respons tanaman terhadap perubahan karbon dioksida dan tingkat kelembapan.

Dilansir dari Dailymail.co.uk pada 4 Januari, Para peneliti di University of California San Diego menangkap tampilan close-up atau dekat pada satu stomata, pori yang ditemukan di epidermis daun, membuka dan menutup dalam gerakan yang terlihat seperti bernapas. 

Mengetahui bahwa tanaman dapat memberi sinyal ‘mulut’ mereka untuk menanggapi tingkat perubahan akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengedit sinyal tersebut dan menghasilkan tanaman yang tahan terhadap efek perubahan iklim , kata Jared Dashoff, juru bicara National Science Foundation (NSF) yang mendanai pekerjaan tersebut. .

“Respon terhadap perubahan sangat penting untuk pertumbuhan tanaman dan mengatur seberapa efisien tanaman dalam menggunakan air, yang penting karena kita melihat peningkatan kekeringan dan kenaikan suhu,” kata Julian Schroeder, yang memimpin penelitian baru tersebut. 

Iklim yang berubah dapat memengaruhi keseimbangan antara masuknya karbon dioksida dan hilangnya uap air melalui stomata. 

Jika tanaman, terutama tanaman yang ditanam untuk makanan, tidak dapat menemukan keseimbangan, mereka menjadi kering dan tidak berguna.

Sebuah studi pada tahun 2021, juga didanai oleh NSF, menemukan bahwa produktivitas pertanian global selama 60 tahun terakhir masih 21 persen lebih rendah daripada tanpa perubahan iklim.

Di bagian bawah daun dan di tempat lain, tergantung tanamannya, terdapat bukaan kecil yang disebut stomata ribuan per daun dengan variasi berdasarkan spesies tanaman.  

‘Seperti gerbang kastil kecil, pasangan sel di sisi pori stomata dikenal sebagai sel penjaga – membuka pori tengahnya untuk menyerap karbon dioksida,’ kata Dashoff dalam sebuah pernyataan .

Protein ini memberi sinyal sel untuk rileks dan menutup stomata. 

Ketika tanaman merasakan peningkatan kadar karbon dioksida, protein kedua menghalangi yang pertama menjaga stomata tetap terbuka dan tertutup. 

” Kami menemukan bahwa sensor CO2 pada tanaman terdiri dari dua protein mencerahkan dan mungkin alasan mekanisme tersebut belum teridentifikasi sampai sekarang,” kata Schroeder. 

Dalam lingkungan rendah karbon dioksida di mana tanaman perlu menjaga stomata terbuka lebih lama untuk mendapatkan jumlah yang dibutuhkan untuk fotosintesis, protein yang dikenal sebagai HT1 mengaktifkan enzim yang memaksa sel pelindung membengkak, menjaga stoma tetap terbuka. 

“Namun, ketika stomata terbuka, bagian dalam tanaman terkena elemen dan air dari tanaman hilang ke udara sekitar, yang dapat mengeringkan tanaman,” kata Dashoff.

“Oleh karena itu, tanaman harus menyeimbangkan asupan karbon dioksida dengan kehilangan uap air dengan mengontrol berapa lama stomata tetap terbuka.”

Richard Cyr, seorang direktur program NSF, berkata: “Menentukan bagaimana tumbuhan mengendalikan stomata mereka di bawah tingkat CO2 yang berubah menciptakan jenis pembukaan yang berbeda satu jalan penelitian baru dan kemungkinan untuk mengatasi tantangan masyarakat.”

Dashoff mengatakan kepada SWS bahwa para ilmuwan telah mengajukan paten dan sedang memeriksa cara untuk menerjemahkan temuan mereka menjadi alat untuk pemulia tanaman dan petani.

Tumbuhan dikenal sebagai pemakan karbon dioksida, tetapi sebuah studi pada tahun 2018 menemukan bahwa mereka menyerap lebih dari yang diperkirakan sebelumnya.

Dalam studi tersebut, para peneliti dari Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley Departemen Energi mengembangkan model baru untuk menjelaskan apa yang dilakukan tanaman selama periode tidak aktif fotosintesis.

Menurut tim, model sebelumnya gagal mempertimbangkan bahwa tanaman terus bersaing untuk mendapatkan unsur hara di dalam tanah bahkan di malam hari.

Dengan memasukkan ini, para peneliti menemukan bahwa tanaman dapat menghasilkan lebih banyak karbon dioksida daripada yang diperkirakan sebelumnya.

Dan tanah kehilangan oksida nitrat jauh lebih sedikit. Studi baru menemukan model telah melebih-lebihkan pelepasan tanah sekitar 2,4 gigaton setara CO2 per tahun.