Ilmuwan pertanian yang mempelajari perubahan iklim sering fokus pada bagaimana peningkatan tingkat karbon dioksida di atmosfer akan mempengaruhi hasil panen. Tetapi kenaikan suhu cenderung memperumit gambaran itu, para peneliti melaporkan dalam ulasan baru tentang topik tersebut.
Diterbitkan dalam Journal of Experimental Botany, ulasan tersebut mengeksplorasi bagaimana suhu yang lebih tinggi mempengaruhi pertumbuhan dan kelangsungan hidup tanaman meskipun ketersediaan CO2 di atmosfer yang lebih besar, komponen utama fotosintesis. Panas yang berlebihan dapat mengurangi efisiensi enzim yang mendorong fotosintesis dan dapat menghambat kemampuan tanaman untuk mengatur pengambilan CO2 dan kehilangan air, tulis para peneliti. Fitur struktural dapat membuat tanaman lebih - atau kurang - rentan terhadap tekanan panas. Atribut ekosistem - seperti ukuran dan kepadatan tanaman, susunan daun pada tanaman atau kondisi atmosfer lokal - juga mempengaruhi pengaruh panas terhadap hasil panen.
Ulasan tersebut menjelaskan upaya ilmiah terbaru untuk mengatasi tantangan ini.
Meningkatnya suhu yang terkait dengan perubahan iklim memengaruhi kemampuan tanaman untuk mempertahankan integritas strukturalnya, menyerap karbon dioksida, menahan air, serta tumbuh dan berkembang biak.
Penting untuk memiliki pemahaman tentang masalah ini lintas skala - dari biokimia daun individu hingga pengaruh tingkat ekosistem - untuk benar-benar mengatasi masalah ini dengan cara yang terinformasi, kata penulis utama Caitlin Moore , seorang rekan peneliti di Universitas Australia Barat dan rekan peneliti afiliasi di Institute for Sustainability, Energy, and Environment di University of Illinois Urbana-Champaign. Moore memimpin tinjauan bersama Amanda Cavanagh , alumna U. of I. lainnya yang sekarang di University of Essex di Inggris
Secara historis, sudah ada banyak fokus pada meningkatnya CO2 dan dampak yang telah di tanaman, kata co-penulis Carl Bernacchi , seorang profesor biologi tanaman dan ilmu tanaman dan merupakan afiliasi dari Carl R. Woese Institute for Genomic Biologi di U. of I. Dan itu adalah faktor penting, karena kita mengubah konsentrasi karbon dioksida itu secara besar-besaran. Tapi itu sebagian kecil dari cerita yang lebih besar. Begitu Anda memasukkan perubahan suhu ke dalam campuran, itu benar-benar mengacaukan pemahaman kami tentang bagaimana tanaman akan merespons.
Suhu mempengaruhi atmosfer di atas tumbuhan, kata Moore. Saat atmosfer memanas, ia dapat menampung air tambahan, sehingga menarik lebih banyak air dari tanaman.
Ilmuwan di Illinois dan di tempat lain sedang mencari cara untuk meningkatkan ketahanan tanaman dalam menghadapi perubahan ini. Moore, yang pekerjaannya berfokus pada faktor skala ekosistem, mengatakan alat baru yang dapat membantu menyaring tanaman dalam skala besar sangat penting untuk upaya itu. Misalnya, satelit yang dapat mendeteksi perubahan fluoresensi klorofil pada tumbuhan dapat menunjukkan apakah suatu tanaman berada di bawah tekanan panas. Perubahan fluoresensi ini dapat dideteksi sebelum tanaman menunjukkan tanda-tanda luar dari tekanan panas - seperti daunnya berubah menjadi coklat. Mengembangkan alat-alat ini memungkinkan petani untuk merespon lebih cepat terhadap stres tanaman sebelum terlalu banyak kerusakan terjadi.
Cavanagh, yang mempelajari biologi molekuler dan fisiologi tanaman, mengatakan beberapa tanaman lebih tahan panas daripada yang lain, dan para ilmuwan sedang mencari petunjuk dari genom mereka untuk keberhasilan mereka.
Misalnya, Anda dapat melihat kerabat beras Australia liar yang tumbuh di iklim yang jauh lebih keras daripada kebanyakan padi, katanya. Dan Anda melihat bahwa enzim mereka disiapkan untuk bekerja lebih efisien pada suhu yang lebih panas.
Salah satu tujuannya adalah untuk mentransfer gen tahan panas ke varietas padi budidaya yang lebih rentan terhadap cekaman panas.
Strategi lain termasuk struktur teknik yang memompa lebih banyak CO2 ke lokasi fiksasi karbon untuk meningkatkan efisiensi Rubisco; mengubah sifat pengumpulan cahaya daun di bagian atas dan bawah tanaman untuk meratakan distribusi sinar matahari dan menjaga tingkat kelembapan; dan mengubah kepadatan stomata untuk meningkatkan pengendalian masuknya CO2 dan kehilangan kelembaban.
Kolaborasi antara ilmuwan yang berfokus pada skala ekosistem dan fungsi tanaman yang berbeda - dari atmosfer hingga molekuler - sangat penting untuk keberhasilan upaya membangun ketahanan pada tanaman tanaman, kata para peneliti.
Dunia semakin panas dengan kecepatan yang mengejutkan, kata Cavanagh. Dan kami tahu dari model global bahwa setiap kenaikan suhu kotor derajat Celcius dapat menyebabkan hilangnya 3% hingga 7% hasil dari empat tanaman utama kami. Jadi, itu bukanlah sesuatu yang bisa kita abaikan.
Yang membuat saya optimis adalah kesadaran bahwa begitu banyak pekerjaan yang dilakukan untuk mengatasi masalah ini secara global, katanya.
Sumber:scienceblog.com-pixabay.com
