Tanaman memang tidak bisa bicara, tetapi mereka berkomunikasi bukan dengan suara, melainkan lewat bahasa kimia. Mereka memiliki sistem sinyal internal yang rumit untuk “memberi tahu” diri mereka kapan harus tumbuh, kapan harus memperbaiki luka, dan kapan harus bertahan dari serangan hama.
Salah satu pemeran utama dalam sistem komunikasi ini adalah hormon jasmonat (JAs) sekelompok molekul yang mengatur respons stres, pertahanan, dan perkembangan pada tanaman. Dan kini, penelitian terbaru menemukan sesuatu yang mengejutkan: ada cara alami bagi tanaman untuk “mematikan” atau “menyenyapkan” sinyal pertahanan ini, lewat reaksi kimia kecil tapi sangat penting.
Temuan ini datang dari tim ilmuwan yang meneliti lumut hati (Marchantia polymorpha), salah satu tumbuhan darat paling purba di Bumi. Studi ini membantu kita memahami bagaimana tanaman berevolusi untuk mengatur sinyal hormon mereka sendiri dan bahkan bisa membuka jalan menuju teknologi pertanian baru untuk melindungi tanaman tanpa bahan kimia sintetis.
Baca juga artikel tentang: Labu Siam Bakar untuk Asam Urat, Fakta atau Fiksi?
Hormon Jasmonat: “Adrenalin” untuk Tanaman
Bayangkan jika manusia memiliki hormon stres seperti adrenalin untuk menghadapi bahaya. Nah, tanaman punya versi mereka sendiri: jasmonat (JA).
Ketika daun terluka karena serangga atau terpotong, tanaman segera menghasilkan molekul bernama dinor-12-oxo-phytodienoic acid (dn-OPDA). Zat inilah yang menjadi sinyal awal bagi seluruh jaringan tanaman untuk mengaktifkan mekanisme pertahanan: memperkuat dinding sel, memproduksi senyawa pahit, dan bahkan mengirim sinyal ke daun lain agar siap menghadapi serangan.
Pada tumbuhan tingkat tinggi seperti padi, jagung, atau tomat, dn-OPDA diubah menjadi JA-Ile, bentuk aktif hormon jasmonat yang benar-benar “menyalakan alarm”. Namun pada tanaman primitif seperti Marchantia, sistem ini sedikit berbeda dan di sanalah letak misterinya.
Lumut Hati: Tanaman Purba yang Menyimpan Petunjuk Evolusi
Kenapa para ilmuwan meneliti Marchantia polymorpha? Karena lumut hati ini adalah salah satu tumbuhan darat tertua di planet ini, muncul lebih dari 450 juta tahun lalu, jauh sebelum dinosaurus.
Dengan mempelajari bagaimana lumut ini mengatur hormon stresnya, kita bisa menelusuri bagaimana sistem pertahanan tanaman berevolusi dari bentuk paling sederhana hingga tanaman modern.
Dalam penelitian yang dipimpin oleh Wenting Liang dan Ángel Zamarreño, para ilmuwan menemukan bahwa lumut ini memproduksi molekul dn-OPDA saat terluka seperti tanaman lain. Tapi ada hal unik: lumut ini juga menggabungkan dn-OPDA dengan asam amino, membentuk senyawa baru yang disebut dn-OPDA-aa (conjugates).
Dan yang lebih menarik lagi: senyawa baru ini ternyata menonaktifkan hormon aslinya.
Reaksi Kimia yang Menonaktifkan “Hormon Stres” Tanaman
Proses ini disebut konjugasi, yaitu ketika suatu molekul (dalam hal ini dn-OPDA) berikatan dengan asam amino, bahan penyusun protein dalam tubuh makhluk hidup.
Konjugasi ini ternyata mengubah sifat biologis hormon tersebut. Jika dn-OPDA awalnya berfungsi sebagai sinyal “darurat” untuk pertahanan, maka setelah berikatan dengan asam amino, sinyal itu hilang kekuatannya.
Seolah-olah tanaman memutuskan: “Bahaya sudah lewat, hentikan mode siaga.”
Tim Liang menemukan bahwa tanaman yang gagal melakukan konjugasi ini (karena mutasi gen tertentu) justru tetap berada dalam keadaan stres kronis. Mereka terus memproduksi hormon pertahanan, bahkan ketika tidak ada ancaman nyata dan akibatnya, tanaman menjadi lebih sensitif terhadap gangguan dan pertumbuhannya melambat.
Menemukan Gen Pengatur: MpGH3A
Dalam eksperimen ini, para peneliti memfokuskan perhatian pada gen bernama GRETCHEN-HAGEN 3A (MpGH3A). Gen ini bertanggung jawab untuk menambahkan asam amino ke dn-OPDA.
Ketika gen ini “dimatikan” dalam percobaan, Marchantia tidak bisa lagi membentuk dn-OPDA-aa. Akibatnya, hormon dn-OPDA tetap aktif terus-menerus, dan tanaman berperilaku seolah-olah selalu diserang serangga produksi zat pertahanannya meningkat drastis, tapi pertumbuhannya terganggu.
Penemuan ini membuktikan bahwa konjugasi dengan asam amino adalah mekanisme alami untuk mengatur keseimbangan hormon stres pada tanaman. Tanaman perlu tahu kapan harus “menyerang” dan kapan harus “tenang kembali”.
Dua Dunia Tanaman: Perbedaan Antara yang Purba dan Modern
Menariknya, reaksi konjugasi ini ternyata memiliki fungsi yang berlawanan di tanaman modern.
Pada tumbuhan tingkat tinggi (seperti padi atau gandum), pengikatan hormon jasmonat dengan asam amino tertentu, khususnya isoleusin (Ile) justru mengaktifkan hormon tersebut. Senyawa hasilnya, JA-Ile, adalah bentuk aktif yang membuat tanaman “siaga”.
Namun, pada tanaman purba seperti Marchantia, konjugasi justru menonaktifkan hormon. Artinya, dalam perjalanan evolusi, tanaman membalik fungsi mekanisme yang sama dari “pemadam” menjadi “pemicu” sinyal pertahanan.
Penemuan ini menunjukkan bagaimana evolusi kimia bisa mengambil jalur yang berbeda tergantung pada kebutuhan dan lingkungan. Bagi lumut purba yang hidup di lingkungan lembap dan stabil, mungkin penting untuk cepat mematikan sinyal stres agar tidak membuang energi. Sebaliknya, bagi tanaman modern yang hidup di daratan kering dan keras, kemampuan untuk mempertahankan mode siaga lebih lama justru menjadi keuntungan.
Implikasi untuk Pertanian Masa Depan
Temuan ini tidak hanya penting bagi biologi evolusi, tetapi juga berpotensi besar bagi pertanian modern.
Jika ilmuwan bisa mengontrol konjugasi hormon jasmonat, mereka bisa menciptakan tanaman yang:
- lebih tahan terhadap serangan serangga dan penyakit,
- namun tetap bisa tumbuh cepat tanpa “kelelahan stres.”
Misalnya, dengan sedikit memodifikasi gen seperti GH3A, para ahli bioteknologi dapat merancang tanaman yang tahu kapan harus aktif melawan ancaman dan kapan harus fokus pada pertumbuhan. Ini seperti memberi tanaman kemampuan mengatur energinya sendiri secara cerdas.
Selain itu, penelitian ini bisa membantu mengembangkan pestisida alami yang meniru cara kerja hormon tanaman sendiri, aman bagi lingkungan, tapi efektif melindungi hasil panen.
Dari Molekul Kecil ke Pemahaman Besar
Studi ini adalah contoh luar biasa bagaimana satu perubahan kimia kecil bisa mengubah seluruh perilaku organisme. Dengan hanya menambahkan satu asam amino pada molekul hormon, tanaman bisa mengubah pesan “waspada!” menjadi “semuanya aman.”
Penelitian seperti ini juga menegaskan bahwa tanaman memiliki sistem regulasi yang sangat canggih, meskipun mereka tidak memiliki otak atau sistem saraf seperti hewan. Mereka “berpikir” dan “mengambil keputusan” lewat jaringan biokimia di dalam sel mereka.
Dalam dunia tanpa suara, tanaman telah mengembangkan bahasa molekul yang sangat halus dan setiap molekul memiliki makna. Penelitian oleh Liang dan rekan-rekannya membantu kita menerjemahkan sebagian kecil dari bahasa kuno itu.
Dengan memahami bagaimana tanaman purba seperti Marchantia polymorpha mengatur hormon stres mereka, kita belajar lebih banyak bukan hanya tentang masa lalu evolusi, tetapi juga tentang masa depan pertanian yang lebih berkelanjutan.
Baca juga artikel tentang: Inovasi dalam Gelas: Mempercepat Pembuatan Bir Asam dengan Gula dari Kacang Polong
REFERENSI:
Liang, Wenting dkk. 2025. Dinor-12-oxo-phytodienoic acid conjugation with amino acids inhibits its phytohormone bioactivity in Marchantia polymorpha. Plant physiology 197 (1), kiae610.
