Mengapa Tanaman Tidak Mendapatkan Sunburn?

Mengapa Tanaman Tidak Mendapatkan Sunburn?

Satu fakta tentang tanaman yang kebanyakan orang ingat dari sekolah adalah mereka menggunakan sinar matahari untuk membuat makanan sendiri. Proses itu, fotosintesis, berarti tanaman bergantung pada sinar matahari. Tapi seperti orang yang lupa menaruh suncream pada siang hari di pantai tahu, matahari juga bisa merusak. Lantas bagaimana tanaman menyerap cahaya yang mereka butuhkan sambil menghindari kerusakan akibat ultraviolet sinar matahari (sinar UV)? Jawaban singkatnya adalah dengan membuat tabir surya sendiri. Dan penelitian baru membantu kita untuk memahami dengan tepat bagaimana proses itu bekerja.

Kita tahu terlalu banyak sinar UV bisa merusak kesehatan manusia. Dalam jangka pendek, kelebihan UV - terutama gelombang terpendek di bawah sinar matahari, yang dikenal sebagai UVB - menyebabkan sengatan sinar matahari. Kerusakan kulit berulang akibat paparan UVB selama beberapa dekade dapat menyebabkan terjadinya peningkatan risiko kanker kulit. Tentu saja, orang yang berbeda dapat mentoleransi jumlah UV yang berbeda. Orang dengan kulit yang sangat berpigmen (lebih gelap) terlindungi dengan baik sepanjang waktu, entah berada di bawah sinar matahari atau tidak. Yang lain membutuhkan beberapa paparan sinar matahari untuk menginduksi pigmen kulit pelindung dengan cara mengembangkan sinar matahari. Dan beberapa orang hampir tidak cokelat sama sekali, membuat mereka sangat rentan terhadap sengatan matahari dan kerusakan UV lainnya.

Tentu saja kita semua juga bisa memilih untuk menghindari sinar matahari, memakai topi atau menggunakan suncream. Tapi bagaimana dengan tanaman? Mereka harus tinggal di bawah sinar matahari. Apakah ada tanaman yang setara dengan sengatan matahari atau pigmen pelindung yang kita miliki di kulit kita?

Ilmuwan tanaman benar-benar mulai memikirkan pertanyaan-pertanyaan tersebut saat menipisnya ozon stratosfir - the lubang di lapisan ozon - mengancam agar UVB lebih banyak menjangkau permukaan bumi. Penelitian kembali di 1980s dan 1990s menunjukkan bahwa tingginya kadar UVB yang diakibatkan oleh penipisan ozon bisa terjadi. langsung merusak fotosintesis. Efek lain dari UV tinggi juga bisa mengurangi pertumbuhan dan hasil panen.

Namun, penelitian yang sama menunjukkan bahwa tanaman terlindungi dengan baik dari efek buruk kadar UVB yang kita alami sekarang. Perlindungan ini berasal dari rangkaian bahan kimia tumbuhan alami, kebanyakan fenolat. Senyawa fenolik ini bertindak sebagai tabir surya alami, sangat menyerap UV tapi tidak panjang gelombang yang dibutuhkan untuk fotosintesis.

Sama seperti pigmen kulit manusia, jumlah tabir surya alami ini bervariasi antar tanaman. Beberapa tanaman, biasanya yang berasal dari daerah tropis atau dari pegunungan dengan ketinggian tinggi, memiliki tingkat perlindungan yang tinggi setiap saat. Yang lain hanya menghasilkan tabir surya saat terkena tingkat UVB yang lebih tinggi, setara dengan penyamakan pada manusia.

Itu mengarah pada pertanyaan lain. Jika tanaman menghasilkan tabir surya mereka berdasarkan paparan UV mereka, bagaimana mereka mendeteksi paparan itu? Dan bagaimana tanaman mendeteksi UVB?

Baru dalam dasawarsa terakhir ini ilmuwan pabrik telah menunjukkan hal itu Tanaman mendeteksi UVB Sangat khusus menggunakan protein yang dikenal sebagai UVR8 (singkatan dari UV resistance locus 8). Tanaman yang kekurangan UVR8 tidak dapat menginduksi tabir surya pelindung dan rusak parah oleh UV hadir di bawah sinar matahari musim panas.

Periset masih aktif menyelidiki mekanisme fundamental dimana UVR8 mengendalikan respons tanaman terhadap UVB. Kita sudah tahu untuk beberapa waktu itu UVR8 menyerap UVB, menyebabkan perubahan yang akhirnya memungkinkan protein UVR8 terakumulasi di nukleus sel tanaman. Ini adalah langkah penting dalam rantai tanggapan yang memungkinkan tanaman melindungi diri dari kerusakan akibat UVB.

Penelitian baru dari Universitas Jenewa menunjukkan bahwa tanggapan UVB bergantung pada interaksi antara UVR8 dan protein lain yang disebut COP1 (1 fotomorfogenik secara konstitusional). Protein ini berinteraksi dengan berbagai molekul lainnya (HY5, SPA dan RUP) di sel tumbuhan untuk mengirim sinyal yang mengendalikan pembentukan fenolat tabir surya sebagai respons terhadap UVB.

Tanaman yang lebih lestari

Ini mungkin tampak seperti sup alfabet abjad, namun sistem pemberian sinyal yang diwakilinya mempengaruhi kita semua melalui perannya dalam tanaman yang diproduksi oleh pertanian sebagai tanaman pangan. Kita sekarang tahu bahwa tanaman menggunakan UVB sebagai sinyal untuk mengubah kimia mereka dengan cara yang mempengaruhi lebih dari sekedar perlindungan UV mereka.

Paparan sinar UV menghasilkan perubahan biokimiawi yang bisa meningkatkan ketahanan untuk serangan hama dan penyakit. UVB di bawah sinar matahari meningkatkan warna, rasa dan aroma buah-buahan, sayuran dan bunga. Paparan UVB juga meningkatkan kadar bahan kimia tanaman yang dianggap berharga dalam makanan manusia.

Penelitian baru ini menambah pemahaman kita bahwa UVB di bawah sinar matahari tidak boleh dilihat hanya dalam hal kerusakan. Selama kita terus melindungi lapisan ozon, efek UVB akan menjadi salah satu bagian respon normal tanaman terhadap lingkungannya. Dan semakin kita memahami tanggapan ini, semakin kita bisa menggunakan pengetahuan itu untuk diproduksi tanaman yang lebih berkelanjutan, meningkatkan kualitas dan mengurangi penggunaan pestisida.

Tentang Penulis

Nigel Paul, Profesor Ilmu Tanaman, Lancaster University

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

{amazonWS: searchindex = Buku; kata kunci = berkebun; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf di

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Dapatkan Terbaru Dengan Email

{Emailcloak = off}