RESPON STRESS PADA TUMBUHAN : CEKAMAN BANJIR

Kemampuan suatu makhluk hidup untuk merespon terhadap perubahan lingkungannya memang menakjubkan. Kali ini, mumpung lagi musim hujan, dan resiko banjir meningkat, yuk kita review sedikit mengenai dampak banjir jangka panjang bagi tumbuhan itu sendiri. Banjir/terendam merupakan suatu perubahan lingkungan yang akan direspon oleh tumbuhan. Pada umumnya, terendam air dalam waktu yang lama akan menyebabkan kondisi defisiensi oksigen pada akar. Defisiensi oksigen dapat merubah metabolisme tumbuhan dalam level seluler,  yang kemudian akan berakibat pada penurunan produktivitas tumbuhan secara keseluruhan.

Sumber : sciencedaily

Tumbuhan akan merespon defisiensi oksigen ini melalui 2 cara, perubahan fisiologis (relatif cepat) dan perubahan struktural (berlangsung relatif lebih lama).

Secara fisiologis :

Dalam kondisi terendam air, tumbuhan akan melakukan pergantian (metabolic switch) dari respirasi aerobik menjadi fermentasi anaerobik. Sebagian besar protein yang dihasilkan tumbuhan pada kondisi ini adalah enzim yang berperan dalam jalur metabolik fermentasi. Sel-sel tumbuhan membutuhkan suplai ATP secara kontinu, dan penggunaan akseptor elektron alternatif dan jalur metabolik alternatif ini merupakan elemen kunci untuk bertahan hidup.

Respon lain yang dilakukan tumbuhan adalah mengurangi konduktansi stomata dan fotosintesis. Modifikasi ini akan berdampak pada penyimpanan dan translokasi karbohidrat. Kemampuan untuk menggunakan karbohidrat secara efisien dalam kondisi terendam air inilah yang menentukan suatu tumbuhan toleran dan tidak toleran.

Adaptasi struktural:

Kemampuan tumbuhan untuk beradaptasi pada kondisi defisiensi oksigen dalam jangka panjang berhubungan dengan perubahan struktural, seperti pembentukan aerenkim, pemanjangan internodus dan petiole, pembentukan akar adventitif dan perubahan porositas akar. Perubahan struktural ini mengarah kepada pembentukan organ/modifikasi organ agar mempermudah tumbuhan dalam menyerap oksigen.

Aerenkim (kanan), dan akar adventif (kiri) merupakan struktur yang dibentuk ketika menghadapai

cekaman minim oksigen

Pembentukan aerenkim, akar adventif, dan perpanjangan interodus dipengaruhi oleh etilen. Etilen berperan dalam kematian sel-sel secara terprogram, yang kemudian akan menginisiasi terbentuknya rongga-rongga aerenkim pada akar. Etilen juga dapat mempengaruhi sel agar mengatur rasio konsentrasi GA (Giberellic acid) dan ABA (Absisic Acid), sehingga menginisiasi terjadi perpanjangan pada area internodus.

Berikut ini merupakan gambar skematik respon tumbuhan terhadap banjir/terendam air

Kemampuan toleransi pada kondisi defisiensi oksigen tumbuhan sangat bergantung pada jenis sel, tipe jaringan, fase perkembangan, genotip tumbuhan, banyaknya cahaya, temperatur, serta intensitas dan frekuensi stres. Beberapa penelitian telah mencoba mendeskripsikan kemampuan toleransi tumbuhan pada kondisi defisiensi oksigen di beberapa spesies dengan tingkat toleransi berkisar dari mulai “peka” hingga tahan (resisten).  Untuk lebih jelasnya, berikut adalah hasil penelitian tentang toleransi beberapa tumbuhan terhadap kondisi defisiensi oksigen.