12 Studi tentang Tumbuhan Paling Kontroversial, Diperdebatkan!

Teori bahwa tumbuhan memiliki indra masih diperdebatkan dengan hangat. Namun, para pendukungnya menunjukkan semakin banyaknya bukti bahwa tumbuhan berdaun mungkin jauh lebih pintar ketimbang yang selama ini kita duga. Kognisi tumbuhan sendiri memiliki komunitas penelitian khusus.

Makalah pada 2016 yang diterbitkan dalam jurnal Synthese menyebut bidang ini sebagai "Plant Neurobiology". Tumbuhan memang tidak memiliki neuron, atau sistem saraf apa pun seperti yang dimiliki hewan. Meskipun begitu, tumbuhan mengirimkan sinyal ke seluruh tubuh mereka dengan cara yang sangat mirip dengan impuls saraf hewan.

Makalah lain yang diterbitkan pada 2019, yakni dalam Journal of Plant Physiology yang berjudul "A Roadmap Towards a Functional Paradigm for Learning & Memory in Plants", menamakan bidang ini sebagai "Plant Gnosophysiology". Jurnal ini membahas tentang memori dan pembelajaran pada tumbuhan. Jurnal ini pun masih menjadi perdebatan, tetapi beberapa peneliti yakin bahwa jurnal ini sudah menjadi bukti yang cukup kuat.

Kamu mungkin pernah pergi ke hutan, melihat ke atas, dan memperhatikan pepohonan. Pohon-pohon di hutan biasanya akan meninggalkan celah agar pepohonan di sekitarnya tidak tumpang tindih satu sama lain. Membiarkan sinar matahari masuk hingga ke permukaan tanah. Seolah-olah, pohon-pohon tersebut menjaga jarak dengan sangat rapi.

Fenomena ini, dilansir National Geographic, dikenal sebagai rasa malu pada mahkota. Para ilmuwan belum sepenuhnya yakin bagaimana atau mengapa pohon terbentuk dengan cara seperti itu. Pepohonan menjaga jarak dengan sangat baik, mungkin untuk mencegah penyebaran hama atau penyakit. Selain itu, juga untuk berbagi sinar matahari yang pohon-pohon itu perlukan.

Para peneliti menduga bahwa pohon-pohon tersebut belajar untuk berhenti tumbuh pada jarak yang tepat satu sama lain. Dengan kata lain, pepohonan dapat merasakan kehadiran pohon-pohon lain dan menghindari tumpang tindih. Akan tetapi, fenomena ini tidak terjadi pada semua pohon. Kemungkinan besar, hal ini hanya terlihat di antara pohon-pohon dengan spesies dan perkiraan umur yang sama.

Selain berbagi sinar matahari, sebagian besar pepohonan juga berbagi sumber daya di bawah tanah melalui akarnya. Menurut penelitian di jurnal Plant Physiology yang diterbitkan pada 2012, "Mycorrhizal Networks: Common Goods of Plants Shared Under Unequal Terms of Trade", untaian jamur halus yang tumbuh di antara akar pohon besar dan kecil, dikenal sebagai jaringan mikoriza.

Pepohonan menggunakan mikoriza tersebut untuk berkomunikasi. Di sinilah organisme saling memperoleh manfaat satu sama lain. Faktanya, kekayaan hutan didistribusikan kembali melalui jaringan mikoriza ini, di mana tanaman (jamur) dengan sumber daya lebih banyak bisa memberikan kelebihannya pada pohon yang memiliki sumber daya lebih sedikit.

Jaringan jamur bawah tanah ini (mikoriza) memungkinkan pohon terbesar di hutan untuk merawat pepohonan lebih muda di sekitarnya, termasuk bibit. Pohon-pohon terbesar dan tertua menjadi yang paling banyak terhubung, berbagi nutrisi dengan ratusan pohon lain di kawasan tersebut. Namun, hutan tidak bebas dari nepotisme.

Pohon terbesar atau yang disebut "pohon induk" juga mengenali keluarganya. Pohon induk ini akan berbagi lebih banyak nutrisi dengan kerabatnya dibandingkan dengan pohon asing, meskipun pohon asing juga masih mendapat manfaat besar dari jaringan tersebut. Faktanya, untuk pohon yang lebih muda, hal ini sangat penting.

Sebagaimana dicatat oleh National Forest Foundation, anakan pohon dapat mengandalkan jaringan ini untuk bertahan hidup. Pasalnya, pohon-pohon yang tumbuh di daerah yang teduh tidak mendapatkan cukup sinar matahari untuk bertahan hidup.

Jaringan mikoriza bukan hanya sekadar berbagi sumber daya ke pepohonan. Mikoriza adalah salah satu mekanisme bertahan hidup yang dipelajari oleh tumbuhan. Menurut jurnal yang terbit pada 2007 di Comptes Rendus Palevol yang berjudul "Mycorrhization of Fossil and Living Plants", mikoriza sudah ada bersamaan dengan catatan tumbuhan paling awal hidup di darat dan ditemukan dalam fosil dari periode karbon di Bumi sekitar 300 juta tahun lalu.

Dengan sejarahnya yang begitu panjang, jaringan jamur ini memiliki banyak waktu untuk berevolusi dan berkembang. Hasilnya, jaringan mikoriza yang tumbuh di bawah hutan (akar pohon) memungkinkan pepohonan untuk berkomunikasi satu sama lain. Hutan ibarat sebuah komunitas, itu sebabnya pepohonan saling menjaga satu sama lain.

Jika ada satu pohon yang terluka, jaringan mikoriza akan mengirimkan sinyal peringatan berupa zat kimiawi melalui akar, sehingga pohon lain di dekatnya dapat bersiap menghadapi ancaman yang sama. Pohon-pohon yang hancur bahkan membuang semua sumber dayanya ke dalam jaringan, sehingga pohon-pohon lain di dekatnya dapat bertahan hidup di tempat yang sulit bagi tumbuhan. 

Seperti yang dicatat Smithsonian, beberapa peneliti bahkan menganggap bahwa pepohonan memiliki kecerdasan yang mirip dengan koloni serangga. Kesadaran ini telah mengubah cara pandang para ahli kehutanan dan botani terhadap hutan. Jika teori lama (ditunjukkan oleh karya Charles Darwin) yang mengungkapkan bahwa hutan adalah kumpulan individu yang terus bersaing satu sama lain, kenyataannya hutan adalah tempat sosial untuk bertahan hidup mereka harus saling bekerja sama.

Meskipun beberapa tumbuhan berkomunikasi satu sama lain di bawah tanah, tumbuhan juga bisa saling terhubung di atas tanah. Menurut peneliti di Universitas Tokyo, tumbuhan memiliki indra penciuman yang tajam untuk bereaksi terhadap bau dan mengubah perilakunya. Secara khusus, tanaman mendeteksi “senyawa organik yang mudah menguap,” atau rangkaian molekul yang bertanggung jawab atas wewangian minyak esensial dan rasa buah-buahan.

Faktanya, tumbuhan mungkin memiliki indra penciuman yang lebih baik dibandingkan hewan. Susunan genetiknya menunjukkan bahwa tumbuhan dapat mendeteksi lebih banyak variasi aroma dibandingkan makhluk berhidung paling tajam sekalipun. Dengan indra penciuman yang tajam inilah tumbuhan dapat menggunakan aroma untuk berkomunikasi satu sama lain/

Sebuah studi di Science berjudul "Rapid Changes in Tree Leaf Chemistry Induced by Damage: Evidence for Communication Between Plants" yang terbit pada 1983, menemukan bahwa pohon maple (mapel) menggunakan aroma untuk memperingatkan pohon lain akan tanda bahaya. Tumbuhan dapat mencium dan bereaksi terhadap segala hal, mulai dari pohon sekitarnya yang diserang serangga hingga buah yang matang di dekatnya. Bahkan ada tumbuhan predator dan parasit yang menggunakan bau untuk memilih tumbuhan lain di dekatnya untuk diserang.

Selain menggunakan bau untuk berkomunikasi dengan tumbuhan lain, tumbuhan juga bisa berkomunikasi dengan serangga. Sebuah makalah di Frontiers in Ecology and Evolution, "Sensing the Danger Signals: cis-Jasmone Reduces Aphid Performance on Potato and Modulates the Magnitude of Released Volatiles", yang terbit pada 2020, membahas mekanisme pertahanan tumbuhan yang berpusat pada bau. Saat tumbuhan diserang serangga herbivora, tumbuhan akan melepaskan molekul volatil tertentu dengan aroma khas.

Salah satu molekul spesifik yang dikeluarkan adalah aroma melati. Bagian dari aroma khas bunga melati ini memengaruhi kutu daun. Wewangian ini memperingatkan tumbuhan di sekitar untuk mempersiapkan pertahanannya.

Molekul wangi seperti jasmone (senyawa organik dari bunga melati) juga menarik perhatian serangga. Secara khusus, serangga predator tertarik pada aroma dan membantu tumbuhan melawan penyerangnya. Hal ini dapat menjelaskan bagaimana rumput yang baru dipotong mengeluarkan aroma khas. Rumput yang mengeluarkan aroma saat dipotong menandakan bahwa ia diserang dan sinyal meminta bantuan.

Tumbuhan yang berkomunikasi dengan serangga ternyata telah berlangsung sangat lama. Bahkan beberapa serangga telah mengembangkan bentuk komunikasi melalui aroma mereka sendiri. Sebuah studi dalam Molecular Biology and Evolution, yang diterbitkan pada 2017, yakni "Characterization of Odorant Receptors from a Non-ditrysian Moth, Eriocrania semipurpurella Sheds Light on the Origin of Sex Pheromone Receptors in Lepidoptera", menemukan komunikasi feromon seks pada spesies ngengat tertentu yang berevolusi dari biologis yang sama dan pernah digunakan serangga untuk mendeteksi wewangian tumbuhan.

Spesies hewan dapat mengenali keluarganya. Namun, penelitian terbaru menemukan bahwa tumbuhan juga dapat mengenali kerabatnya. Sebuah editorial di New Phytologist menjelaskan bahwa tumbuhan mengenali kerabatnya untuk bekerja sama dan berbagi sumber daya.

Seperti disebutkan di atas, beberapa tumbuhan secara aktif menghindari bayangan pada tumbuhan yang berkerabat, sedangkan tumbuhan yang berkerabat akan menaungi tumbuhan asing. Akibatnya, sekelompok tumbuhan yang berkerabat akan mendapat lebih banyak cahaya dan menghasilkan lebih banyak buah dan biji dibandingkan dengan tumbuhan yang bukan kerabatnya.

Tumbuhan juga saling mengenal satu sama lain di bawah tanah. Sebuah penelitian yang diterbitkan dalam Communicative and Integrative Biology berjudul "Root Exudates Mediate Kin Recognition in Plants" yang diterbitkan pada 2010 menemukan bahwa tumbuhan dapat mengenali akar tumbuhan lain melalui senyawa kimia yang dikeluarkannya. Jadi, tumbuhan akan menjaga jarak yang cukup jauh dari akar kerabat terdekatnya, sehingga kedua tumbuhan tidak bersaing untuk mendapatkan unsur hara yang sama.

Sebuah makalah yang diterbitkan pada 2012 dalam jurnal Behavioral Ecology, yakni "Green Symphonies: a Call For Studies on Acoustic Communication in Plants", menjelaskan bahwa tumbuhan mengeluarkan suara, tetapi hanya suara pada frekuensi yang tidak dapat didengar manusia.

Suara tumbuhan merupakan infrasonik frekuensi yang sangat rendah atau ultrasonografi frekuensi tinggi. Ultrasonografi adalah jenis frekuensi yang sama yang digunakan oleh kelelawar untuk ekolokasi dan oleh dokter untuk pencitraan medis (yang disebut USG).

Tumbuhan menggunakan suara-suara ini untuk memahami lingkungan di sekitarnya (sekali lagi, seperti kelelawar). Mungkin juga sebagai bentuk komunikasi satu sama lain. Bahkan bakteri pun mampu berkomunikasi melalui suara, lho.

Tumbuhan biasanya mengeluarkan suara sebagai reaksi terhadap apa yang terjadi di sekitarnya. Menurut studi yang diterbitkan di Smithsonian, tumbuhan akan berteriak kesakitan ketika terluka atau kekurangan air. Terlebih lagi, jenis suara yang dihasilkan tumbuhan berbeda-beda, tergantung pada reaksi dan berbeda dengan jenis suara yang dihasilkan tumbuhan dalam kehidupan sehari-hari. Meskipun panggilan tumbuhan ini sama sekali tidak terdengar oleh manusia, tumbuhan lain mungkin dapat mendengarnya.

Mendengar adalah kemampuan untuk mendeteksi getaran yang merambat di udara. Melansir Scientific American, ada beberapa bukti bahwa tumbuhan juga mampu menangkap getaran suara ini, seperti halnya hewan. Para ahli biologi telah menemukan bahwa jika tidak ada kelembapan, tumbuhan akan menumbuhkan akarnya saat mendengar suara air yang mengalir.

Suara serangga yang mengunyah juga membuat tumbuhan meningkatkan pertahanan zat kimianya. Sebuah penelitian yang diterbitkan pada 2014 di Oecologia, yakni "Plants Respond to Leaf Vibrations Caused by Insect Herbivore Chewing", menemukan bahwa tumbuhan tidak hanya dapat mendengar serangga, tetapi juga membedakan suara mengunyah dan suara serangga lain seperti nyanyian kawin. Penelitian ini berbeda dari penelitian sebelumnya yang menguji apakah tumbuhan merespons musik atau nada sederhana. Ditemukan bahwa tumbuhan lebih bereaksi terhadap suara yang penting bagi kelangsungan hidupnya.

Sebuah makalah di Ecology Letters berjudul "Flowers Respond to Pollinator Sound Within Minutes by Increasing Nectar Sugar Concentration" menjelaskan bahwa bunga dapat mendengar dan bereaksi terhadap suara lebah.

Tumbuhan bergantung pada lebah untuk penyerbukannya. Yang membuat bunga tanaman lebih menarik adalah trik penting untuk bertahan hidup. Bunga mendengarkan suara dengung sayap lebah di dekatnya untuk memproduksi lebih banyak nektar bagi serangga. Meskipun bergerak lambat, namun mereka merespons suara ini dalam hitungan menit.

Teori bahwa tumbuhan dapat melihat mungkin sangat kontroversial. Namun, hal ini bukanlah tanpa bukti dan mungkin tidak seaneh anggapan kita. Nyatanya, tumbuhan sensitif terhadap cahaya di sebagian besar tubuhnya.

Namun, sebagaimana yang dijelaskan oleh Scientific American, gagasan bahwa tumbuhan bisa melihat sudah ada lebih dari satu abad yang lalu. Hal itu dicetuskan oleh putra Charles Darwin, Francis. Meskipun tumbuhan tidak memiliki mata, tumbuhan memiliki sel yang bekerja seperti lensa, sehingga menghasilkan organ mirip mata yang disebut oselus. Hebatnya, beberapa percobaan telah memberikan bukti bahwa tumbuhan dapat mendeteksi cahaya dengan cara ini.

Walaupun tidak sama dengan kemampuan penglihatan manusia, tumbuhan menggunakan matanya untuk merasakan bentuk dan warna di sekitarnya. Secara efektif, tumbuhan memiliki sejumlah “bola mata” berukuran sel yang dapat digunakan untuk mengarahkan pertumbuhannya menuju cahaya dan menjauhi bahaya. Organ mirip mata yang serupa juga telah diamati pada organisme bersel tunggal, sehingga ini bukanlah hal baru dalam ilmu biologi.

Menurut penelitian di Scientific Reports berjudul "Learning by Association in Plants" yang terbit pada 2017 menyatakan tumbuhan dapat belajar mengasosiasikan sensasi angin dengan kehadiran cahaya. Studi ini menjelaskan pembelajaran asosiatif adalah bagian penting dari perilaku tumbuhan. Pembelajaran ini ternyata dimiliki tumbuhan dan hewan.

Tumbuhan juga dapat mengingat pengalaman. Tumbuhan putri malu (Mimosa pudica) terkenal karena memiliki daun yang bergerak jika disentuh. Namun, sebuah penelitian di Oecologia menemukan bahwa ketika tumbuhan ini sering diganggu dengan cara yang sama, mereka akan menyadari bahwa sebenarnya tidak ada ancaman dan berhenti bereaksi. Hal ini menunjukkan bahwa putri malu dapat mengingat pengalaman yang menimpanya.

Akan tetapi, ahli botani masih belum yakin bagaimana tumbuhan belajar. Namun, ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa tumbuhan melakukan hal tersebut.

Para peneliti telah menemukan bahwa tumbuhan mampu memperhatikan ketika mereka disentuh. Science Alert menjelaskan bahwa tumbuhan mengetahui dan merespons sensasi sentuhan, meskipun tidak ada bukti bahwa mereka "merasakan" seperti yang dilakukan hewan. Namun, tumbuhan tidak suka disentuh dan bahkan dapat berhenti tumbuh jika terlalu sering diganggu.

Discover Magazine menyebutkan bahwa tumbuhan mungkin tidak merasakan rasa sakit seperti manusia. Meski begitu, tumbuhan masih bisa bereaksi terhadap pengalaman, seperti cedera, yang kita anggap menyakitkan. Namun, tidak semua ilmuwan menyetujui hal ini. Dalam wawancara dengan Nautilus, ahli biologi František Baluška menjelaskan bahwa tumbuhan menghasilkan zat untuk menekan rasa sakit.

Penelitian yang diterbitkan pada 2017 dalam jurnal Annals of Botany berjudul "Anaesthetics Stop Diverse Plant Organ Movements, Affect Endocytic Vesicle Recycling and ROS Homeostasis, and Block Action Potentials in Venus Flytraps" menunjukkan bagaimana tanaman memiliki anestesinya sendiri.

Sama seperti obat penghilang rasa sakit dan anestesi yang dapat menyebabkan mati rasa pada hewan, tumbuhan juga memiliki respons biologis yang serupa. Sebuah tumbuhan bahkan bisa dibius seperti pasien rumah sakit yang akan menjalani operasi.

Pertanyaan yang menjadi inti dari semua ini adalah apakah tumbuhan memiliki kesadaran. Mengutip Futurisme, belum ada definisi yang jelas tentang apa itu kesadaran. Namun, terdapat beberapa bukti menarik bahwa tumbuhan mungkin sadar akan lingkungan sekitarnya.

Gagasan ini didukung oleh fakta bahwa anestesi dapat membuat tumbuhan tertidur, meskipun tidak diketahui apakah hal ini menyebabkan tumbuhan kehilangan kesadaran atau tidak. Sebuah penelitian yang diterbitkan dalam Plant Signaling & Behavior berjudul "Identity Recognition and Plant Behavior" yang terbit pada 2010 menemukan bukti bahwa tumbuhan mampu mengenali dirinya sendiri dari tumbuhan lain. Jika benar, hal ini dapat mendukung gagasan bahwa tumbuhan memiliki kesadaran diri dan menjelaskan bagaimana tumbuhan bekerja sama secara efektif dengan tumbuhan lain di sekitarnya.

Makalah yang diterbitkan di Protoplasma membantah gagasan tersebut dengan menyatakan bahwa bukti kesadaran tumbuhan sangat spekulatif dan masih kurang bukti nyata. Sebelum kesimpulannya diambil, diperlukan lebih banyak penelitian. Bahkan para pendukung gagasan ini pun harus mengakui bahwa mereka belum cukup tahu untuk memastikannya.

Terlepas dari apakah tumbuhan memiliki kesadaran seperti yang dikenali manusia, sudah jelas bahwa tumbuhan memiliki kecerdasannya sendiri. Tuhan menciptakan makhluk dengan sebaik mungkin dan di balik itu ada tujuan yang besar. Tumbuhan sendiri adalah ciptaan Tuhan yang ternyata jauh lebih kompleks daripada yang kita duga sebelumnya.