Apa Itu Fototropisme?

Anda menempatkan tanaman favorit Anda di jendela yang cerah. Segera, Anda melihat tanaman membungkuk ke arah jendela bukannya tumbuh lurus ke atas. Apa yang sedang dilakukan tanaman ini dan mengapa ini melakukan ini?

Fenomena yang Anda saksikan disebut fototropisme. Untuk petunjuk tentang arti kata ini, perhatikan bahwa awalan "foto" berarti "cahaya," dan akhiran "tropisme" berarti "berputar." Jadi, fototropisme adalah ketika tanaman berputar atau membungkuk ke arah cahaya.

Tanaman membutuhkan cahaya untuk merangsang produksi energi; proses ini disebut fotosintesis. Cahaya yang dihasilkan dari matahari atau dari sumber lain diperlukan, bersama dengan air dan karbon dioksida, untuk menghasilkan gula bagi tanaman untuk digunakan sebagai energi. Oksigen juga diproduksi, dan banyak bentuk kehidupan memerlukan ini untuk bernafas.

Phototropism kemungkinan merupakan mekanisme bertahan hidup yang diadopsi oleh tanaman sehingga mereka bisa mendapatkan cahaya sebanyak mungkin. Ketika tanaman membuka ke arah cahaya, lebih banyak fotosintesis dapat terjadi, memungkinkan lebih banyak energi dihasilkan.

Pendapat awal tentang penyebab fototropisme bervariasi di antara para ilmuwan. Theophrastus (371 SM-287 SM) percaya bahwa fototropisme disebabkan oleh penghilangan cairan dari sisi batang tanaman yang diterangi, dan Francis Bacon (1561-1626) kemudian mendalilkan bahwa fototropisme disebabkan oleh layu. Robert Sharrock (1630-1684) percaya tanaman melengkung sebagai respons terhadap "udara segar," dan John Ray (1628-1705) mengira tanaman condong ke suhu yang lebih dingin lebih dekat ke jendela.

Terserah Charles Darwin (1809-1882) untuk melakukan percobaan yang relevan pertama tentang fototropisme. Dia berhipotesis bahwa suatu zat yang diproduksi di ujung menginduksi kelengkungan tanaman. Dengan menggunakan tanaman uji, Darwin bereksperimen dengan menutupi ujung beberapa tanaman dan membiarkan yang lainnya terbongkar. Tanaman dengan ujung tertutup tidak membungkuk ke arah cahaya. Ketika ia menutupi bagian bawah batang tanaman tetapi membiarkan ujungnya terkena cahaya, tanaman itu bergerak ke arah cahaya.

Darwin tidak tahu apa "zat" yang dihasilkan di ujung itu atau bagaimana hal itu menyebabkan batang tanaman menekuk. Namun, Nikolai Cholodny dan Frits Pergi menemukan pada tahun 1926 bahwa ketika kadar tinggi zat ini pindah ke sisi teduh batang tanaman, batang itu akan melengkung dan melengkung sehingga ujungnya akan bergerak ke arah cahaya. Komposisi kimiawi zat yang tepat, ditemukan sebagai hormon tanaman yang diidentifikasi pertama kali, tidak dijelaskan sampai Kenneth Thimann (1904-1977) diisolasi dan diidentifikasi sebagai asam indole-3-asetat, atau auksin.

Pemikiran saat ini tentang mekanisme di balik fototropisme adalah sebagai berikut.

Cahaya, pada panjang gelombang sekitar 450 nanometer (cahaya biru / ungu), menyinari sebuah tanaman. Sebuah protein yang disebut fotoreseptor menangkap cahaya, bereaksi terhadapnya dan memicu respons. Kelompok protein fotoreseptor cahaya-biru yang bertanggung jawab atas fototrofisme disebut fototropin. Tidak jelas bagaimana fototropin memberi sinyal pergerakan auksin, tetapi diketahui bahwa auksin bergerak ke sisi batang yang lebih gelap dan teduh sebagai respons terhadap paparan cahaya. Auksin merangsang pelepasan ion hidrogen dalam sel di sisi batang yang teduh, yang menyebabkan pH sel menurun. Penurunan pH mengaktifkan enzim (disebut expansins), yang menyebabkan sel membengkak dan menyebabkan batang membungkuk ke arah cahaya.

• Jika Anda memiliki tanaman yang mengalami fototropisme di jendela, coba putar tanaman ke arah yang berlawanan, sehingga tanaman tersebut menekuk menjauh dari cahaya. Hanya butuh sekitar delapan jam bagi pabrik untuk kembali ke arah cahaya.
• Beberapa tanaman tumbuh jauh dari cahaya, sebuah fenomena yang disebut fototropisme negatif. (Sebenarnya, akar tanaman mengalami ini; akar tentu tidak tumbuh menuju cahaya. Kata lain untuk apa yang mereka alami adalah gravitropismbending ke arah tarikan gravitasi.)
• Photonasty mungkin terdengar seperti gambar sesuatu yang menjijikkan, tetapi ternyata tidak. Ini mirip dengan fototropisme dalam hal itu melibatkan gerakan tanaman karena rangsangan cahaya, tetapi dalam fotonasti, gerakan tidak mengarah ke rangsangan cahaya, tetapi dalam arah yang telah ditentukan. Gerakan ditentukan oleh tanaman itu sendiri, bukan oleh cahaya. Contoh dari photonasty adalah pembukaan dan penutupan daun atau bunga, karena ada atau tidak adanya cahaya.