Tanaman bersiklus hidup pendek lebih tahan terhadap pemanasan global daripada yang bersiklus hidup panjang

Teori Charles Darwin menyebutkan bahwa evolusi terjadi secara terus menerus. Sementara itu, ilmuwan UC Irvine telah menemukan bahwa tanaman dengan siklus hidup yang pendek lebih dapat menyesuaikan diri dan berevolusi terhadap perubahan iklim hanya dalam beberapa tahun.
Penemuan ini menjelaskan bahwa tanaman yang cepat tumbuh seperti rumput-rumputan lebih dapat menyesuaikan diri dengan pemanasan global daripada tanaman yang pertumbuhannya lambat seperti pohon berkayu. Suatu fenomena yang dapat menyebabkan perubahan dalam kehidupan tanaman di bumi pada masa yang akan datang.
"Beberapa spesies cukup cepat berkembang untuk menyesuaikan diri dengan perubahan lingkungan," kata Arthur Weis, Profesor Ekologi dan Biologi Evolusi. "Pemanasan global mungkin meningkat sehingga spesies tertentu mengalami kesulitan menyesuaikan diri. Tanaman dengan siklus hidup yang panjang akan memiliki sedikit generasi yang dapat berkembang," lanjutnya.
Hasil studi ini disampaikan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences, 8 Januari 2007.
Weis bersama peneliti lain, Steven Franks dan Sheina Sim mempelajari lahan mustard (sejenis sayuran), dimana tanaman rumput-rumputan itu ditemukan di sepanjang Nortern Hemisphere (Afrika). Pada waktu yang sama, di dalam ruang kaca mereka menanam tanaman mustard dari bibit yang diambil di dekat kampus UCI pada musim semi tahun 1997, sebelum musim kering, dan bibit yang diambil setelah musim kering di musim dingin pada tahun 2004.
Bibit tidak aktif tetapi tetap hidup untuk beberapa tahun dan tumbuh lagi dengan sedikit air dan cahaya. Tanaman dibagi ke dalam tiga kelompok, masing-masing menerima jumlah air yang berbeda dalam kisaran pola hujan dari kering sampai kondisi basah. Dari semua perlakuan, kelompok generasi di bagian kering lebih awal berbunga.
Perubahan genetik kemudian diketahui dengan percobaan yang menyilangkan generasi nenek moyang spesies tanaman (ancestors) dan keturunan spesies tanaman itu (descendents). Sebagai perkiraan, persilangan intergenerasi dapat terjadi pada saat berbunga.
"Curah hujan di awal musim dingin tidak banyak berbeda dengan selama musim kering, tetapi musim dingin dan semi biasanya juga kering. Pola hujan ini memberikan tekanan tertentu pada tanaman untuk lebih awal berbunga, khususnya tanaman tahunan seperti hamparan mustard," kata Franks. "Selama musim kering, perkembangan penuh terjadi di awal produksi bibit sebelum tanah mengering, sedangkan perkembangan yang lambat menjadi layu sebelum mereka menjadi bibit," lanjutnya.
Teknik perkembangbiakan ancestors dan descendents, pada waktu yang sama membuat ilmuwan menyimpulkan bahwa perubahan waktu berbunga merupakan fakta perubahan evolusi, bukan contoh reaksi terhadap perubahan kondisi cuaca. Metode ini pertama dilakukan oleh Albert Bennett, Professor Ekologi dan Biologi Evolusi yang juga Dekan Sekolah Ilmu Biologi di UCI, dimana telah menggunakan bakteri sebagai studi pertama untuk menyusun pemanfaatan penuh dengan spesies tanaman.
Bennet dan koleganya membekukan keturunan E. Coli, sehingga mereka dapat mengevaluasi evolusi adaptasi bakteri setelah pembiakannya dalam temperatur yang ditingkatkan untuk ribuan generasi.
Sekarang, Weis sebagai Ketua Proyek Baseline mengumpulkan dan menyimpan bibit dari populasi tanaman semasanya. Pada periode waktu dari sekarang, ahli biologi tanaman akan dapat menghidupkan kembali generasi nenek moyang ini dan membandingkannya dengan keturunannya. Ahli biologi pun dapat mengukur seberapa besar tanaman menyesuaikan diri dan berevolusi dengan perubahan iklim serta ketepatan evolusi berdasarkan genetik.
Para ilmuwan memperkirakan bahwa pemanasan global merubah pola sirkulasi udara di atas Samudera Pasifik dan iklim yang memperkirakan frekuensi dan fluktuasi ekstrim hujan sepanjang daratan akan mempengaruhi kehidupan tanaman.
"Jika kita pergi keluar dan mengumpulkan sejumlah bibit dan membekukannya, maka benih itu akan menjadi sumber generasi ilmuwan ke depan," kata Weis. "Karena pemanasan global, ledakan evolusi terjadi. Jika kita bertindak sekarang, kita akan memiliki peralatan penting untuk membandingkan di masa depan bagaimana spesies merespon perubahan iklim."
Sumber: Eurekalert

Posted in: Pertanian