Rahasia Tumbuhan Mengelola Nutrisi untuk Membangun Tubuhnya

Jakarta, CNN Indonesia -- Apa persamaan antara tomat dan sistem transportasi macam kereta bawah tanah?

Ketika orang mendesain sistem transportasi, biasanya mereka akan mencoba menemukan spot paling ‘manis’, yakni di mana penumpang bisa mencapai tujuan akhir secepat mungkin, dengan meminimalisir ongkos pembangunan infrastruktur.

Tanaman, khususnya tomat, ternyata punya pendekatan yang sama, berdasarkan penelitian ilmuwan dari Institut Ilmu Biologi Salk. Penelitian ini diterbitkan di jurnal Cell Systems. Alih-alih memakai metode biologi, peneliti malah memakai metode ilmu teknik.

Tanaman ternyata mengembangkan sistem yang menyeimbangkan antara ‘cost’ dan performa untuk mengembangkan struktur tubuhnya yang kompleks dan bercabang-cabang.
 
Saket Navlakha, asisten profesor di Institut Salk, dan timnya menanam tiga tanaman, yaitu tomat, tembakau, dan sorgum pada kondisi normal dan kondisi yang dimodifikasi, seperti bayangan, panas, atau penambahan cahaya dan kekeringan.

Kemudian mereka merekam tanaman itu dengan pemindai laser 3D, yang bekerja seperti printer 3D yang bergerak mundur. Pemindai ini menciptakan gambar digital yang memberikan gambaran tiga dimensi pertumbuhan tanaman itu. Gambarannya lebih detail ketimbang hasil foto biasa.

Mereka mengkarakterisasi 505 struktur tanaman, yang kemudian dianalisis jaringannya, kumpulan titik dan sudut-sudutnya. Sebagai contoh, pangkal tanaman adalah satu titik, tiap cabang adalah satu sudut, dan tiap daun adalah titik-titik yang lain.

Gambaran ini membuat Navlakha dan timnya bisa menganalisis struktur tanaman sebagaimana perencana kota mempelajari sistem transportasi publik. Ketika ada jaringan yang menghubungkan titik demi titik, dan orang-orang berpindah dari satu stasiun ke stasiun lain. Begitu juga air dan nutrisi berpindah dari akar ke daun untuk proses fotosintesis.

Navlakha berfokus pada dua parameter: total panjang seluruh cabang dan jarak yang dibutuhkan nutrisi mencapai daun. Bagi tanaman, agar efisien, dia tidak akan menggunakan banyak sumber dayanya untuk membangun cabang, namun supaya sumber dayanya tak butuh waktu lama untuk mencapai perhentiannya.

Tanaman tumbuh dengan pola yang membuat mereka bisa meminimalisir kedua parameter sebanyak mungkin. Tapi ada konsekuensinya. Kalau makin pendek jarak yang ditempuh sumber daya, makin panjang pula total sistem saluran pipa tanaman itu.

Meski dalam kondisi khusus, macam kekeringan, panas, atau kurang cahaya, tanaman selalu berusaha meminimalisir total panjang dan jarak tempuh sumber dayanya.