Tumbuhan dan serangga berevolusi bersama dan muncul pada waktu yang hampir bersamaan di musim semi. Marek Mierzejewski/Shutterstock

Pagar tanaman pada pertengahan bulan Februari biasanya tampak putih karena salju; tahun ini warna putihnya adalah hasil karya bunga blackthorn – pertanda musim semi. Meskipun merupakan pertanda baik setelah musim dingin yang basah dan suram, pembungaan awal membawa kegelisahan bagi pengamat musim yang berpengalaman. Apakah tanaman ini selalu berbunga pada pertengahan Februari, saya bertanya-tanya, atau ada yang berubah?

Untungnya, ilmu pencatatan dan pemahaman peristiwa musiman, fenologi, memiliki sejarah panjang di Inggris. Robert Marsham, seorang naturalis abad ke-18, menyimpan catatan kemunculan bunga, burung, dan serangga di desanya di Norfolk sejak tahun 1736. Keturunan Marsham melanjutkan pencatatan tersebut hingga tahun 1958. The Woodland Trust mempertahankan tradisi tersebut dengan Kalender Alam, sebuah skema di mana masyarakat diundang untuk merekam berbagai acara musiman.

Analisis rinci dari hampir setengah juta catatan tanaman yang dilakukan para ilmuwan pada tahun 2022 menunjukkan bahwa ketika semua spesies dipertimbangkan bersama-sama, rata-rata waktu berbunga di Inggris telah meningkat satu bulan selama 40 tahun terakhir. Ada variasi antar spesies. Hawthorn, tanaman pagar yang umum, umumnya berbunga 13 hari lebih awal dibandingkan awal tahun 1980-an, sedangkan bunga pohon berangan kuda muncul sepuluh hari lebih awal.

Iklim telah memanas dengan cepat sejak tahun 1980an. Dengan berbunga lebih awal, tanaman menyadari bahwa musim dingin menjadi lebih pendek dan sejuk. Mereka merasakan hari-hari semakin hangat dan mengubah perkembangan musim semi dengan cara yang mirip dengan manusia yang merasakan kehangatan pada kulitnya dan keluar dengan lebih sedikit lapisan pakaian. Mekanisme yang tepat untuk mendeteksi isyarat ini berbeda antara tumbuhan dan hewan, namun keduanya merespons perubahan iklim.

Mendeteksi cahaya dan panas tanpa mata dan kulit

Tumbuhan mendeteksi pemendekan hari-hari musim gugur dengan pigmen yang disebut fitokrom yang sangat sensitif terhadap panjang gelombang di wilayah merah spektrum elektromagnetik. Malam musim gugur yang lebih panjang mengubah kualitas lampu merah ini. Meskipun perubahan halus ini tidak terjadi pada manusia (mata kita tidak sensitif terhadap bagian spektrum ini), tanaman dapat mendeteksi transisi ini dan mulai berubah.

Sama seperti musim gugur yang dapat menyebabkan penurunan kadar hormon serotonin dalam darah kita, tanaman yang merasakan datangnya musim dingin akan meningkatkan produksi hormon yang disebut asam absisat. Hal ini mempunyai banyak dampak. Pada pohon yang berganti daun, ranting berhenti tumbuh dan mengembangkan tunas musim dingin yang kuat yang mampu bertahan dari embun beku dan salju serta daun-daun rontok.

Pertumbuhan di musim semi ditentukan oleh pemicu serupa yaitu panjang cahaya dan suhu, namun suhu biasanya memiliki peran yang lebih signifikan. Jika tanaman hanya memperhatikan cahaya, mereka berisiko mulai tumbuh ketika cuaca beku yang mematikan masih menjadi ancaman atau kehilangan waktu tumbuh yang baik di awal musim semi yang sejuk. Deteksi suhu menentukan kapan bunga musim semi muncul. Inilah sebabnya mengapa pemanasan global terlihat jelas pada kemunculan awal bunga-bunga ini.

Belum sepenuhnya dipahami bagaimana tanaman mendeteksi suhu. Beberapa di antaranya mungkin disebabkan oleh hormon penghambat pertumbuhan di dalam sel-selnya yang rusak ketika udara turun di bawah suhu tertentu, yang pada gilirannya memungkinkan hormon pertumbuhan meningkat.

Meskipun manusia memiliki saraf di kulitnya untuk mendeteksi suhu, tumbuhan mungkin bergantung pada pigmen, meskipun mekanismenya belum sepenuhnya dipahami. Panas adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang sama yang sensitif terhadap fitokrom, jadi pigmen ini mungkin terlibat. Apapun mekanisme yang bertanggung jawab untuk memulai pertumbuhan, suhu juga menentukan seberapa cepat tanaman tumbuh.

Bunga dan penyerbuk tidak sinkron

Serangga penyerbuk seperti lebah harus menyelaraskan siklus hidupnya sehingga mereka dapat terbang ketika bunga yang mereka makan muncul. Waktu kemunculannya dari musim dingin juga ditentukan oleh pengaruh suhu dan lamanya hari serta dimediasi oleh hormon.

Evolusi yang terjadi pada banyak generasi penyerbuk telah menghasilkan hubungan erat antara kemunculan bunga dan kemunculan penyerbuknya. Jika penampakan bunga dan penyerbuk tidak selaras, serangga tidak akan mendapatkan nektar dan tanaman tidak akan dibuahi.

Ada hubungan serupa antara kemunculan daun dan serangga herbivora yang memakan daun tersebut. Cepatnya perubahan iklim dan sedikit perbedaan dalam cara kedua kelompok merespons berisiko merusak sinkronisasi ini dan menimbulkan konsekuensi serius bagi kedua belah pihak.

Sebuah studi besar oleh para ilmuwan Jerman yang mengamati kapan bunga dan penyerbuknya muncul antara tahun 1980 dan 2020 menemukan gambaran yang kompleks. Keduanya merespons perubahan iklim dengan pembungaan dan kemunculan lebih awal, namun tanaman telah mengalami perubahan yang lebih besar.

Terdapat variasi antar kelompok serangga, lebah dan kupu-kupu telah bergeser selaras dengan tumbuhan, namun hal ini tidak teramati pada lalat terbang. Ada juga variasi antar spesies serangga ini.

Bahkan ketika tanaman dan serangga yang bergantung padanya mengubah waktu secara sinkron, tahap selanjutnya dalam rantai makanan mungkin tidak begitu fleksibel. Daun ek dimakan oleh ulat ngengat ek. Ini, pada gilirannya, adalah makanan utama anak-anak burung seperti burung dada biru dan penangkap lalat pied teks tautan. Anak ayam menetas pada waktu yang hampir bersamaan, sedangkan daun ek dan ulat muncul lebih awal dan sejauh ini tetap sinkron. Tapi untuk berapa lama?

Bunga Blackthorn tetap menjadi penyelamat di musim dingin dan merupakan tanda bahwa musim semi akan segera tiba. Namun hal ini juga merupakan tanda perubahan iklim: sebuah eksperimen yang sedang berlangsung mengenai waktu dan sinkronisasi antara tumbuhan dan hewan – dan rantai makanan yang rumit di mana mereka menjadi bagiannya.

Paul Aston, Kepala Biologi, Edge Hill University

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

ing