TUMBUHAN DI RUANG ANGKASA
Lebih dari sekedar menyantapnya, pernahkah Anda berpikir, mengapa wortel tumbuh ke bawah menembus tanah? Mengapa wortel dan akar tumbuhan lain tidak tumbuh ke arah lain?
Tatkalah mendengar akar tumbuhan, banyak hal yang dapat kita tanyakan. Tentang bentuk hingga tugasnya, dari cara tumbuh hingga zat-zat penyusunnya. Selain perannya sebagai pengokoh tegaknya tumbuhan di atas permukaan bumi, penyerap air dan mineral dari dalam tanah untuk dialirkan ke seluruh bagian tumbuhan di atasnya, akar sejumlah tumbuhan berfungsi pula sebagai penyimpan cadangan makanan dan alat perkembangbiakan. Wortel misalnya, termasuk akar berbentuk umbi berwarna oranye yang sudah sangat dikenal orang sedunia. Kandungan gula, vitamin, mineral serta aneka zat lain yang bermanfaat bagi kesehatan tubuh manusia menjadikannya salah satu tumbuhan umbi yang paling banyak dimakan orang sejagat. Meskipun begitu, berapa gelintirkah orang yang pernah bertanya, mengapa umbi wortel tumbuh tegak lurus ke dalam tanah, tidak ke samping atau ke atas?
Karena berfungsi pula sebagai akar, wortel, dan juga akar tumbuhan lain, harus tumbuh menghujam ke dalam tanah agar dapat mencapai sumber air dan mineral yang diperlukan tumbuhan untuk hidup. Namun, pernahkah Anda bertanya, bagaimana tumbuhan bisa mengetahui bahwa akarnya harus tumbuh mengarah ke bawah? Mengapa akar tumbuhan selalu tumbuh tegak lurus ke arah bawah sedang batang dan cabangnya ke arah atas? Mengapa tidak sebaliknya yang terjadi?
Jawaban atas pertanyaan di atas sudah pernah dicoba dijelaskan sejak lebih dari 100 tahun lalu. Namun hingga kini, penjelasan rinci tentang hal ini masih belum diketahui.
Ada rangsangan, ada tanggapan
Gerakan sadar yang kita lakukan biasanya merupakan tanggapan atas rangsangan tertentu. Misalnya, kita merasa lapar. Rasa lapar ini lalu mendorong kita melakukan tanggapan dengan cara mengambil makanan dan memakannya hingga rasa lapar sirna. Demikian halnya akar, sejak perkecambahan dimulai, akar pada akhirnya tumbuh mengarah ke bawah, dan menembus tanah. Tanggapan oleh tumbuhan berupa pertumbuhan yang terarah akibat rangsangan dari luar ini disebut sebagai tropisme. Bergantung jenis rangsangannya, tropisme ini bisa dinamakan fototropisme jika rangsangannya adalah sinar matahari, misalnya pertumbuhan batang dan daun tumbuhan ke arah sinar matahari. Sulur tumbuhan merambat seperti tanaman buah markisa atau pare (pariah) yang melilit pagar merupakan bentuk tigmatropisme, yakni pertumbuhan akibat rangsangan berupa sentuhan. Pertumbuhan akar ke arah bawah ternyata dirangsang oleh adanya gaya tarik bumi (gravitasi), dan diistilahkan dengan gravitropisme.
Dengan mengambil pemisalan tentang rasa lapar di atas, maka:
1. Lapar disebut rangsangan yang dirasakan perut dan dikirim ke otak.
2. Pemberitahuan oleh otak untuk mengatasi rasa lapar dengan cara mengambil makanan dan memakannya disebut penyaluran dan penerjemahan pesan tentang lapar ini.
3. Pengambilan makanan dan kemudian memakannya disebut tanggapan.
Hal yang sama berlaku pula bagi gravitropisme pada akar. Para ilmuwan telah lama meneliti bagaimana rangsangan gravitasi mengarahkan pertumbuhan akar. Setidaknya, tanggapan oleh akar terhadap gravitasi melewati tiga proses berikut:
1.Penerimaan rangsangan: tumbuhan mengenali gravitasi.
2.Penyaluran pesan: tumbuhan meneruskan pesan tentang keberadaan dan arah gravitasi ini dan menanggapinya.
3.Tanggapan yang diberikan: rangsangan gravitasi ditanggapi dengan pemanjangan sel-sel dan pembentukannya menjadi jenis sel-sel tertentu atau pertumbuhan menjadi sel-sel tertentu yang menjadikan akar tumbuh berbelok ke arah tertentu.
Pada akar, penerimaan rangsangan ini terjadi pada bagian ujung akar, yakni tudung akar (lihat gambar). Sebagaimana tampak pada gambar, dari bagian bawah ke atas, akar memiliki tudung akar, jaringan meristem atau daerah pembelahan sel (tempat pembentukan sel-sel baru), daerah pemanjangan sel (di mana sel-sel membesar dan memanjang hingga mencapai ukuran dan bentuk terakhirnya), dan daerah pendewasaan (di mana sel-sel menyempurnakan bentuk dan perannya, dan dinding sel mengalami pengerasan oleh zat lignin). Berdasarkan penelitian yang ada hingga saat ini, di bagian akar tempat sel-sel mengalami pemanjangan inilah tanggapan terhadap rangsangan gravitasi dilakukan oleh akar.
Seringkali kita saksikan, di saat biji tumbuhan mengalami perkecambahan, tunas akar dapat tumbuh ke arah mana saja, ke atas, ke samping, atau ke bawah. Akibat gravitropisme, tunas akar ini lalu dengan cepat tumbuh dengan membengkokkan diri ke arah tanah sesuai arah gravitasi, dan menembus tanah. Bagaimana pembengkokkan ini terjadi? Akar melakukannya layaknya batang logam bimetal, yakni sebatang logam yang tersusun atas dua batang logam jenis berbeda (dengan sifat/tingkat pemuaian yang tidak sama terhadap panas) yang direkatkan paralel. Ketika batang logam bimetal ini dipanaskan, maka akan terjadi pembengkokkan akibat tingkat pemuaian (pemanjangan) yang berbeda, di mana yang satu memuai lebih panjang dari yang lain. Sama halnya, sel-sel akar di daerah pemanjangan mengalami pemanjangan dengan tingkat yang berbeda di kedua sisinya. Sebagaimana diperlihatkan gambar, sel-sel akar yang tumbuh mendatar merasakan rangsangan gravitasi ke arah bawah. Rangsangan ini ditanggapi oleh tumbuhan dengan bekerjanya hormon tertentu yang menghambat pertumbuhan sel-sel di bagian bawah (kuning) sedangkan sel-sel di bagian atas (merah) tumbuh memanjang secara wajar. Hasilnya adalah akar yang tumbuh menekuk ke arah tarikan gravitasi.
Gandum ruang angkasa
(A). Sel-sel akar yang tumbuh mendatar merasakan rangsangan gravitasi ke arah bawah. Rangsangan ini ditanggapi oleh tumbuhan dengan bekerjanya hormon tertentu yang menghambat pertumbuhan sel-sel di bagian bawah (kuning) sedangkan sel-sel di bagian atas (merah) tumbuh memanjang secara wajar. (B). Hasilnya adalah akar yang tumbuh menekuk ke arah tarikan gravitasi.
Namun penjelasan di atas masih belum menjawab pertanyaan bagaimana akar merasakan adanya perubahan arah tarikan gravitasi bumi. Sejumlah teori telah dikemukakan, namun pertanyaan ini belum dapat dijelaskan secara memuaskan oleh para ilmuwan sejak lebih dari seabad yang lalu meskipun manusia telah mengerahkan beragam cara dan peralatan canggih seperti laser, rekayasa genetika, biokimia, bahkan pesawat ruang angkasa! Badan antariksa Amerika Serikat, NASA, termasuk yang mendukung program penelitian di bidang ini. (Sebelumnya, kosmonot Rusia pernah meneliti pertumbuhan tanaman gandum di stasiun ruang angkasa MIR.) Untuk mengetahui lebih dalam tentang gravitropisme pada akar tumbuhan, para ilmuwan telah membawa sejumlah tumbuhan ke ruang angkasa di mana gravitasinya sangat kecil, atau hampir tidak ada sama sekali. Mereka membandingkan perilaku akar tumbuhan yang tumbuh dengan dan tanpa gravitasi (atau dengan mikrogravitasi, yakni gaya gravitasi yang bernilai teramat kecil, misalnya 1/10000 gravitasi bumi). Sejumlah pengetahuan penting telah diperoleh. Namun hal itu masih saja belum mampu menjawab secara rinci di tingkat sel dan molekul tentang bagaimana sel-sel akar mengindera, mengenali dan menanggapi rangsangan gravitasi bumi.
Kajian tentang gravitropisme ini merupakan bagian dari cabang biologi baru yang disebut: Astrobiology atau Space Biology, yakni Biologi Ruang Angkasa. Pengkajian tumbuh-tumbuhan di ruang angkasa akan memberikan pengetahuan penting yang diperlukan bagi pengembangan sistem pendukung kehidupan manusia di ruang angkasa, termasuk pertanian di ruang angkasa. Sistem ini diperlukan bagi misi jangka panjang di ruang angkasa, mengingat fungsi penting tumbuhan dalam daur oksigen, karbon dioksida, air, serta penyedia makanan bagi manusia dan hewan.
Demikianlah, pergerakan akar tumbuhan ke arah tanah tampaknya merupakan hal sederhana. Sedemikian sederhana sehingga tak pernah terlintas dalam benak kita. Sebaliknya, para ilmuwan masih tidak mampu memaham fenomena ini meski telah melakukan penelitian selama lebih dari 100 tahun dengan bantuan peralatan secanggih pesawat ruang angkasa. Ini merupakan bukti rumitnya cara-kerja pergerakan akar, dan keterbatasan ilmu manusia dibanding kecerdasan sang Pencipta akar tumbuhan. Dialah Allah, yang telah menciptakan tumbuhan dengan sangat sempurna hingga bagiannya yang terkecil, termasuk proses pertumbuhan akar menuju tanah melalui peristiwa gravitropisme. Hanya dengan kesempurnaan akar inilah tumbuhan dapat melaksanakan perannya di bumi untuk menunjang kelangsungan hidup manusia. Manusia tak sepatutnya merasa besar diri karena ilmunya yang dangkal. Sebaliknya hendaknya mereka mengagungkan Allah dan bersyukur atas segala nikmatNya.
Lebih dari sekedar menyantapnya, pernahkah Anda berpikir, mengapa wortel tumbuh ke bawah menembus tanah? Mengapa wortel dan akar tumbuhan lain tidak tumbuh ke arah lain?
Tatkalah mendengar akar tumbuhan, banyak hal yang dapat kita tanyakan. Tentang bentuk hingga tugasnya, dari cara tumbuh hingga zat-zat penyusunnya. Selain perannya sebagai pengokoh tegaknya tumbuhan di atas permukaan bumi, penyerap air dan mineral dari dalam tanah untuk dialirkan ke seluruh bagian tumbuhan di atasnya, akar sejumlah tumbuhan berfungsi pula sebagai penyimpan cadangan makanan dan alat perkembangbiakan. Wortel misalnya, termasuk akar berbentuk umbi berwarna oranye yang sudah sangat dikenal orang sedunia. Kandungan gula, vitamin, mineral serta aneka zat lain yang bermanfaat bagi kesehatan tubuh manusia menjadikannya salah satu tumbuhan umbi yang paling banyak dimakan orang sejagat. Meskipun begitu, berapa gelintirkah orang yang pernah bertanya, mengapa umbi wortel tumbuh tegak lurus ke dalam tanah, tidak ke samping atau ke atas?
Karena berfungsi pula sebagai akar, wortel, dan juga akar tumbuhan lain, harus tumbuh menghujam ke dalam tanah agar dapat mencapai sumber air dan mineral yang diperlukan tumbuhan untuk hidup. Namun, pernahkah Anda bertanya, bagaimana tumbuhan bisa mengetahui bahwa akarnya harus tumbuh mengarah ke bawah? Mengapa akar tumbuhan selalu tumbuh tegak lurus ke arah bawah sedang batang dan cabangnya ke arah atas? Mengapa tidak sebaliknya yang terjadi?
Jawaban atas pertanyaan di atas sudah pernah dicoba dijelaskan sejak lebih dari 100 tahun lalu. Namun hingga kini, penjelasan rinci tentang hal ini masih belum diketahui.
Ada rangsangan, ada tanggapan
Gerakan sadar yang kita lakukan biasanya merupakan tanggapan atas rangsangan tertentu. Misalnya, kita merasa lapar. Rasa lapar ini lalu mendorong kita melakukan tanggapan dengan cara mengambil makanan dan memakannya hingga rasa lapar sirna. Demikian halnya akar, sejak perkecambahan dimulai, akar pada akhirnya tumbuh mengarah ke bawah, dan menembus tanah. Tanggapan oleh tumbuhan berupa pertumbuhan yang terarah akibat rangsangan dari luar ini disebut sebagai tropisme. Bergantung jenis rangsangannya, tropisme ini bisa dinamakan fototropisme jika rangsangannya adalah sinar matahari, misalnya pertumbuhan batang dan daun tumbuhan ke arah sinar matahari. Sulur tumbuhan merambat seperti tanaman buah markisa atau pare (pariah) yang melilit pagar merupakan bentuk tigmatropisme, yakni pertumbuhan akibat rangsangan berupa sentuhan. Pertumbuhan akar ke arah bawah ternyata dirangsang oleh adanya gaya tarik bumi (gravitasi), dan diistilahkan dengan gravitropisme.
Dengan mengambil pemisalan tentang rasa lapar di atas, maka:
1. Lapar disebut rangsangan yang dirasakan perut dan dikirim ke otak.
2. Pemberitahuan oleh otak untuk mengatasi rasa lapar dengan cara mengambil makanan dan memakannya disebut penyaluran dan penerjemahan pesan tentang lapar ini.
3. Pengambilan makanan dan kemudian memakannya disebut tanggapan.
Hal yang sama berlaku pula bagi gravitropisme pada akar. Para ilmuwan telah lama meneliti bagaimana rangsangan gravitasi mengarahkan pertumbuhan akar. Setidaknya, tanggapan oleh akar terhadap gravitasi melewati tiga proses berikut:
1.Penerimaan rangsangan: tumbuhan mengenali gravitasi.
2.Penyaluran pesan: tumbuhan meneruskan pesan tentang keberadaan dan arah gravitasi ini dan menanggapinya.
3.Tanggapan yang diberikan: rangsangan gravitasi ditanggapi dengan pemanjangan sel-sel dan pembentukannya menjadi jenis sel-sel tertentu atau pertumbuhan menjadi sel-sel tertentu yang menjadikan akar tumbuh berbelok ke arah tertentu.
Pada akar, penerimaan rangsangan ini terjadi pada bagian ujung akar, yakni tudung akar (lihat gambar). Sebagaimana tampak pada gambar, dari bagian bawah ke atas, akar memiliki tudung akar, jaringan meristem atau daerah pembelahan sel (tempat pembentukan sel-sel baru), daerah pemanjangan sel (di mana sel-sel membesar dan memanjang hingga mencapai ukuran dan bentuk terakhirnya), dan daerah pendewasaan (di mana sel-sel menyempurnakan bentuk dan perannya, dan dinding sel mengalami pengerasan oleh zat lignin). Berdasarkan penelitian yang ada hingga saat ini, di bagian akar tempat sel-sel mengalami pemanjangan inilah tanggapan terhadap rangsangan gravitasi dilakukan oleh akar.
Seringkali kita saksikan, di saat biji tumbuhan mengalami perkecambahan, tunas akar dapat tumbuh ke arah mana saja, ke atas, ke samping, atau ke bawah. Akibat gravitropisme, tunas akar ini lalu dengan cepat tumbuh dengan membengkokkan diri ke arah tanah sesuai arah gravitasi, dan menembus tanah. Bagaimana pembengkokkan ini terjadi? Akar melakukannya layaknya batang logam bimetal, yakni sebatang logam yang tersusun atas dua batang logam jenis berbeda (dengan sifat/tingkat pemuaian yang tidak sama terhadap panas) yang direkatkan paralel. Ketika batang logam bimetal ini dipanaskan, maka akan terjadi pembengkokkan akibat tingkat pemuaian (pemanjangan) yang berbeda, di mana yang satu memuai lebih panjang dari yang lain. Sama halnya, sel-sel akar di daerah pemanjangan mengalami pemanjangan dengan tingkat yang berbeda di kedua sisinya. Sebagaimana diperlihatkan gambar, sel-sel akar yang tumbuh mendatar merasakan rangsangan gravitasi ke arah bawah. Rangsangan ini ditanggapi oleh tumbuhan dengan bekerjanya hormon tertentu yang menghambat pertumbuhan sel-sel di bagian bawah (kuning) sedangkan sel-sel di bagian atas (merah) tumbuh memanjang secara wajar. Hasilnya adalah akar yang tumbuh menekuk ke arah tarikan gravitasi.
Gandum ruang angkasa
(A). Sel-sel akar yang tumbuh mendatar merasakan rangsangan gravitasi ke arah bawah. Rangsangan ini ditanggapi oleh tumbuhan dengan bekerjanya hormon tertentu yang menghambat pertumbuhan sel-sel di bagian bawah (kuning) sedangkan sel-sel di bagian atas (merah) tumbuh memanjang secara wajar. (B). Hasilnya adalah akar yang tumbuh menekuk ke arah tarikan gravitasi.
Namun penjelasan di atas masih belum menjawab pertanyaan bagaimana akar merasakan adanya perubahan arah tarikan gravitasi bumi. Sejumlah teori telah dikemukakan, namun pertanyaan ini belum dapat dijelaskan secara memuaskan oleh para ilmuwan sejak lebih dari seabad yang lalu meskipun manusia telah mengerahkan beragam cara dan peralatan canggih seperti laser, rekayasa genetika, biokimia, bahkan pesawat ruang angkasa! Badan antariksa Amerika Serikat, NASA, termasuk yang mendukung program penelitian di bidang ini. (Sebelumnya, kosmonot Rusia pernah meneliti pertumbuhan tanaman gandum di stasiun ruang angkasa MIR.) Untuk mengetahui lebih dalam tentang gravitropisme pada akar tumbuhan, para ilmuwan telah membawa sejumlah tumbuhan ke ruang angkasa di mana gravitasinya sangat kecil, atau hampir tidak ada sama sekali. Mereka membandingkan perilaku akar tumbuhan yang tumbuh dengan dan tanpa gravitasi (atau dengan mikrogravitasi, yakni gaya gravitasi yang bernilai teramat kecil, misalnya 1/10000 gravitasi bumi). Sejumlah pengetahuan penting telah diperoleh. Namun hal itu masih saja belum mampu menjawab secara rinci di tingkat sel dan molekul tentang bagaimana sel-sel akar mengindera, mengenali dan menanggapi rangsangan gravitasi bumi.
Kajian tentang gravitropisme ini merupakan bagian dari cabang biologi baru yang disebut: Astrobiology atau Space Biology, yakni Biologi Ruang Angkasa. Pengkajian tumbuh-tumbuhan di ruang angkasa akan memberikan pengetahuan penting yang diperlukan bagi pengembangan sistem pendukung kehidupan manusia di ruang angkasa, termasuk pertanian di ruang angkasa. Sistem ini diperlukan bagi misi jangka panjang di ruang angkasa, mengingat fungsi penting tumbuhan dalam daur oksigen, karbon dioksida, air, serta penyedia makanan bagi manusia dan hewan.
Demikianlah, pergerakan akar tumbuhan ke arah tanah tampaknya merupakan hal sederhana. Sedemikian sederhana sehingga tak pernah terlintas dalam benak kita. Sebaliknya, para ilmuwan masih tidak mampu memaham fenomena ini meski telah melakukan penelitian selama lebih dari 100 tahun dengan bantuan peralatan secanggih pesawat ruang angkasa. Ini merupakan bukti rumitnya cara-kerja pergerakan akar, dan keterbatasan ilmu manusia dibanding kecerdasan sang Pencipta akar tumbuhan. Dialah Allah, yang telah menciptakan tumbuhan dengan sangat sempurna hingga bagiannya yang terkecil, termasuk proses pertumbuhan akar menuju tanah melalui peristiwa gravitropisme. Hanya dengan kesempurnaan akar inilah tumbuhan dapat melaksanakan perannya di bumi untuk menunjang kelangsungan hidup manusia. Manusia tak sepatutnya merasa besar diri karena ilmunya yang dangkal. Sebaliknya hendaknya mereka mengagungkan Allah dan bersyukur atas segala nikmatNya.
0 komentar:
Posting Komentar