Plant Acoustics, Bagaimana Tumbuhan Merespons dan Memproduksi Suara
Tumbuhan sering dianggap sebagai makhluk pasif yang tidak mampu berkomunikasi. Namun, penelitian terbaru dalam bidang botani mengungkap bahwa tumbuhan tidak hanya mampu merespons suara, tetapi juga memproduksi suara sendiri sebagai bentuk komunikasi dan adaptasi terhadap lingkungan.
1. Tumbuhan Dapat Merespons Suara
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa tumbuhan dapat mendeteksi dan merespons suara dengan berbagai cara:
Peningkatan Gula dalam Nektar:
Studi yang diteliti oleh Veits dkk. (2019) menemukan bahwa bunga seperti Oenothera drummondii meningkatkan konsentrasi gula dalam nektarnya dalam waktu 3 menit setelah terpapar suara lebah atau frekuensi serupa. Hal ini menunjukkan bahwa tumbuhan menggunakan suara untuk meningkatkan peluang penyerbukan.
Perubahan Pertumbuhan Akar:
Rodrigo-Moreno dkk. (2017) melaporkan bahwa suara frekuensi 200 Hz dapat memengaruhi gravitropisme akar Arabidopsis dan mengurangi panjang akar lateral. Respon ini melibatkan perubahan fluks ion kalsium (Ca²⁺) dan kalium (K⁺).
Aktivasi Sinyal Stres Sistemik:
Suara juga dapat memicu respons stres pada tumbuhan, seperti akumulasi spesies oksigen reaktif (ROS), perubahan fluks Ca²⁺, dan ekspresi gen terkait stres. Sinyal ini kemudian menyebar ke daun lain sebagai bentuk aklimasi sistemik.
2. Tumbuhan Juga Dapat Memproduksi Suara
Tidak hanya merespons suara, tumbuhan juga menghasilkan suara, terutama dalam kondisi stres:
Suara Ultrasonik Akibat Stres:
Khait et al. (2023) merekam suara ultrasonik (20–150 kHz) yang dipancarkan oleh tumbuhan tomat dan tembakau saat mengalami dehidrasi atau kerusakan fisik. Suara ini dapat dideteksi menggunakan mikrofon ultrasonik dan dianalisis dengan jaringan saraf tiruan (CNN) untuk mengklasifikasikan kondisi tumbuhan.
Mekanisme Produksi Suara:
Salah satu penyebabnya adalah kavitasi xylem, proses terbentuknya gelembung udara di dalam pembuluh xilem saat tumbuhan kekurangan air. Gelembung ini melepaskan energi dalam bentuk suara saat pecah.
3. Mekanisme Molekuler di Balik Persepsi Suara
Bagaimana tumbuhan mendeteksi suara? Beberapa mekanisme yang diusulkan meliputi:
Kanal Kalsium:
Suara dapat mengaktifkan kanal ion Ca²⁺ di membran sel, yang memicu kaskade sinyal intraseluler. Inhibitor seperti Gadolinium (Gd³⁺) dan Dantrolene dapat memblokir respons ini.
Peran NADPH Oksidase
Enzim ini terlibat dalam produksi ROS sebagai respons terhadap suara. Inhibitor seperti DPI (diphenyleneiodonium chloride) dapat mengurangi akumulasi ROS.
4. Aplikasi dalam Pertanian dan Teknologi
Pengaruh suara untuk pertumbuhan benih
Temuan ini membuka peluang aplikasi praktis:
Pertanian Presisi:
Dengan merekam suara ultrasonik, kita dapat memantau kondisi air atau serangan hama pada tumbuhan secara non-destruktif.
Klasifikasi suara dapat menentukan tanaman dalam kondisi stress tanpa menggunakan metode destruktif
Stimulasi Suara untuk Pertumbuhan:
Suara frekuensi tertentu dapat digunakan untuk meningkatkan perkecambahan biji, memicu respons pertahanan, atau meningkatkan ketahanan terhadap stres abiotik.
Tumbuhan adalah organisme yang dinamis dan responsif. Mereka berkomunikasi melalui suara, baik dengan meresponsnya maupun memproduksinya, sebagai bagian dari strategi bertahan hidup. Penelitian lebih lanjut dalam akustik tumbuhan dapat merevolusi cara kita memahami dan
Referensi Jurnal
- Pinto, C.F., et al. (2019). Journal of Chemical Ecology.
- Veits, M., et al. (2019). Ecology Letters.DOI: 10.1111/ele.13331
- Rodrigo-Moreno, A., et al. (2017). Plant Science.
- Khait, I., et al. (2023). Cell.
- Gagliano, M., et al. (2017). Oecologia.
Writer: Bayu Hadi Permana, Ph.D.
Berita Ini Bersumber dari Website Program Studi S1 Bioteknologi
https://bioteknologi.fkp.unesa.ac.id/post/plant-acoustics-bagaimana-tumbuhan-merespons-dan-memproduksi-suara
Share It On:
