Ganja, yang bisa menjadi “tanaman super” dalam menghadapi kekeringan

Rahasianya terletak pada cara unik di mana salah satu proses terpenting bagi kehidupan di planet ini dilakukan: fotosintesis.

Sebelum kita masuk ke kekhasan bagaimana tanaman ini menggunakan energi matahari, beberapa fakta tentang krokot.

“Portulaca oleracea adalah tanaman yang sangat tahan yang mampu tumbuh di berbagai ekosistem, termasuk daerah panas dan kering,” Jose Moreno Villina, penulis yang memimpin studi baru, mengatakan kepada BBC Mundo. belajar Diterbitkan di jurnal Science Advances.

Ilmuwan Spanyol, yang melakukan pekerjaan ini bersama rekan-rekannya saat berada di Universitas Yale, saat ini bekerja sebagai peneliti di Kew Gardens, Kebun Raya London.

“Banyak dari pembaca Anda mungkin pernah melihat tanaman ini tumbuh di celah-celah trotoar atau sebagai tanaman sesekali di kebun.”

“Meskipun tidak diperhatikan, krokot kaya akan vitamin, mineral, dan antioksidan yang menjadikannya bahan makanan yang ideal,” tambahnya.

Tanaman ini juga digunakan dalam pengobatan tradisional Tiongkok. “Penggunaannya semakin populer di seluruh dunia.”

Moreno Villina dan rekan-rekannya telah mempelajari krokot karena tidak hanya tahan terhadap kekeringan untuk waktu yang lama, tetapi juga tumbuh dengan cepat.

“Kedua sifat ini jarang bertemu.kata peneliti.

“Fotosintesis memungkinkan kehidupan seperti yang kita kenal di Bumi,” jelas Moreno Villina.

“Ini adalah proses yang memungkinkan tanaman menyimpan energi dari matahari dan mengubahnya menjadi makanan.”

“Proses ini tidak hanya mendukung tumbuhan dan hewan dalam ekosistem di seluruh dunia, tetapi juga melepaskan oksigen ke atmosfer, sambil menjebak karbon dioksida, atau karbon dioksida.”

Kebanyakan tanaman menggunakan jenis fotosintesis yang disebut C3, yang bekerja sempurna ketika ada banyak air, kata peneliti.

“Namun, dalam ekosistem di mana curah hujan langka dan suhu tinggi, jenis fotosintesis ini tidak berfungsi dengan baik, dan pertumbuhan serta kelangsungan hidup tanaman terganggu.”

Untuk memperbaiki masalah ini Beberapa kelompok tumbuhan telah mengembangkan apa yang disebut fotosintesis C4 dan CAMmengembangkan serangkaian karakteristik anatomi dan biokimia yang berbeda yang memungkinkan makanan diproduksi tanpa membutuhkan banyak air.

Misalnya, tanaman yang tumbuh cepat seperti Jagung dan tebu berfotosintesis C4memungkinkan tanaman untuk tetap produktif di bawah suhu tinggi.

Di sisi lain, seperti tanaman sukulen Lidah buaya atau lidah buaya, prosedur fotosintesis CAM. “Ini adalah kasus, misalnya, kaktus saguaro di gurun. Tumbuhan ini ditandai dengan pertumbuhan yang sangat lambat. Mereka meninggalkan bagian dari metabolisme pada malam hari ketika suhu rendah, sehingga mengurangi kehilangan air.”

Apa yang membuat krokot tidak biasa adalah bahwa ia mengandung adaptasi evolusioner C4 dan CAM pada saat yang sama, yang “sepenuhnya saling melengkapi”.

“Sejauh ini masih menjadi misteri bagaimana kedua jenis fotosintesis dapat berfungsi dalam daun yang sama. Studi kami menunjukkan bahwa Kedua sistem ini bekerja pada hal yang samajugaJenis sel berbagi bagian dari ‘mekanisme’ biokimia, memungkinkan integrasi mereka“.

Ketika kondisi tepat, Portulaca oleracea C4 digunakan untuk tumbuh secara eksplosif, tetapi dalam kondisi kering, CAM dimulai sebagai jalur aksesori yang memasok senyawa dengan siklus C4, mencegahnya menghentikan produksi.”

“Oleh karena itu, kombinasi C4 dan CAM memberikan tingkat perlindungan yang luar biasa di saat kekeringan.”

Dalam studi mereka, para peneliti menggunakan teknik baru yang disebut “Teknik Ekspresi Gen Spasial“.

“Ini memungkinkan untuk memvisualisasikan seberapa banyak setiap gen diekspresikan dalam setiap jenis jaringan atau sel,” jelas Moreno Villina.

“Metode ini sangat baru dan telah digunakan terutama pada sampel hewan, tetapi kami telah memelopori penggunaannya dalam daun tanaman.”

Dengan demikian, untuk pertama kalinya dimungkinkan untuk menemukan enzim dalam berbagai jenis sel daun yang memungkinkan kedua jenis fotosintesis dihubungkan.

Pengamatan mereka dibandingkan dengan model metabolisme komputasi yang dikembangkan oleh peneliti Haoran Zhou untuk penelitian ini, yang menunjukkan efisiensi mekanisme ini dalam kondisi kekurangan air.

Hasil penelitian dapat digunakan untuk menghasilkan Tanaman yang lebih toleran kekeringanyang akan lebih lama dan intens di beberapa wilayah akibat pemanasan global, menurut Panel Perubahan Iklim PBB, IPCC untuk singkatannya dalam bahasa Inggris.

Colin Osborne, seorang profesor biologi tanaman di Universitas Sheffield di Inggris, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menyimpulkan signifikansinya.

“Banyak tanaman liar telah mengembangkan cara untuk menjadi lebih produktif dalam kondisi panas atau menjadi sangat toleran kekeringan.”

“Namun, kami sebelumnya berpikir bahwa dua modifikasi terpenting untuk mencapai tujuan ini tidak dapat terjadi di pabrik yang sama,” kata Osborne kepada BBC Mundo.

“Moreno Villina dan rekan menunjukkan bahwa komponen ini dapat dikoordinasikan untuk memungkinkan dua adaptasi pada saat yang sama. Penelitian mereka dapat menginspirasi para ilmuwan untuk bekerja menuju tanaman yang lebih produktif yang membutuhkan lebih sedikit air.”

Mungkinkah ada tanaman lain seperti Itu Krokot?

Moreno Villina dan rekan berharap untuk menggunakan teknologi baru yang sama dari penelitian ini di pabrik lain.

“Tanaman cenderung mengembangkan sifat berulang-ulang, dan kami pikir mungkin ada lebih banyak spesies dengan adaptasi ini,” kata ilmuwan itu kepada BBC Mundo.

“Ada sekitar 390.000 spesies tanaman yang diketahui, masing-masing dengan sifat dan perbedaan metabolisme dan genetik yang berbeda yang memungkinkan mereka berkembang di lingkungan mereka.”

“Kami terus mempelajari aspek baru fotosintesis setiap hari.”

Ingat, Anda dapat menerima pemberitahuan dari BBC News Mundo. Unduh dan aktifkan versi terbaru aplikasi kami agar Anda tidak ketinggalan konten terbaik kami.