Tanduran duwe dijajah mayoritas saka lumahing bumi. Dadi apa kunci suksese?
Wong asring nganggep tanduran minangka wujud urip sing prasaja lan ora ana gunane. Dheweke bisa urip ing sak panggonan, nanging luwih akeh ilmuwan sinau babagan tetanduran, luwih kompleks lan responsif kita éling padha. Dheweke apik banget kanggo adaptasi karo kahanan lokal. Tetanduran minangka spesialis, ngoptimalake apa sing cedhak karo papan sing tuwuh.
Sinau babagan seluk-beluk urip tanduran luwih saka nggumunake wong. Sinau tanduran uga babagan nggawe manawa kita isih bisa tuwuh palawija ing mangsa ngarep amarga owah-owahan iklim ndadekake cuaca kita tambah ekstrem.
Sinyal lingkungan mbentuk wutah lan perkembangan tetanduran. Contone, akeh tetanduran nggunakake dawa dina minangka isyarat kanggo micu ngembang. Setengah tanduran sing didhelikake, oyod, uga nggunakake pratandha saka lingkungane kanggo mesthekake bentuke dioptimalake kanggo pakan banyu lan nutrisi.
Oyod nglindhungi tanduran saka stres kayata kahanan garing lan kurang banyu kanthi adaptasi bentuke (cabang kanggo nambah area lumahing, contone) kanggo golek banyu liyane. Nanging nganti saiki, kita ora ngerti kepiye akar ngerteni manawa ana banyu ing lemah ing saubengé.
Banyu minangka molekul paling penting ing Bumi. Kakehan utawa kakehan bisa ngrusak ekosistem. Dampak karusakan saka owah-owahan iklim (kaya sing katon ing Eropa lan Afrika wétan) saiki banjir lan kekeringan luwih umum. Wiwit owahan iklim is nggawe pola udan tambah ora erratic, sinau carane tetanduran nanggapi kekurangan banyu iku penting kanggo nggawe crops luwih tahan banting.
Tim ilmuwan tanduran lan lemah lan matématikawan kita bubar ditemokake carane oyod tanduran ngganti wujud kanggo nggedhekake penyerapan banyu. Oyod biasane cabang horisontal. Nanging padha ngaso ngepang nalika ilang kontak karo banyu (kayata tuwuh liwat longkangan kapenuhan udhara ing lemah) lan werna mung nerusake ngepang sawise padha nyambung maneh karo lemah lembab.
Tim kita nemokake manawa tanduran nggunakake sistem sing diarani hydrosignalling kanggo ngatur ngendi werna cabang nanggepi kasedhiyan banyu ing lemah.
Hydrosignalling minangka cara tetanduran ngrasakake banyu, ora kanthi ngukur tingkat kelembapan kanthi langsung nanging kanthi ngrasakake molekul larut liyane sing pindhah karo banyu ing njero tanduran. Iki mung bisa amarga (ora kaya sel kewan) sel tanduran disambungake siji liyane dening pori-pori cilik.
Pori-pori kasebut mbisakake banyu lan molekul larut cilik (kalebu hormon) bisa pindhah bebarengan ROOT sel lan jaringan. Nalika banyu dijupuk dening oyod tanduran, banyu kasebut ngliwati sel epidermis sing paling njaba.
Sèl oyod njaba uga ngandhut a hormon sing ningkataké cabang disebut auksin. Penyerapan banyu nyebabake percabangan kanthi mobilisasi auksin menyang jaringan oyod njero. Nalika banyu wis ora kasedhiya externally, ngandika nalika ROOT mundak akeh liwat longkangan udhara-nepsu, tip ROOT isih perlu banyu kanggo tuwuh.
Dadi nalika oyod ora bisa njupuk banyu saka lemah, mula kudu ngandelake banyu saka urat dhewe ing jero oyod. Iki ngganti arah gerakan banyu, mula saiki pindhah metu, sing ngganggu aliran hormon auksin.
Tanduran uga nggawe a hormon anti-cabang disebut ABA ing urat oyod. ABA gerakane karo aliran banyu uga, ing arah ngelawan kanggo auksin. Dadi, nalika oyod narik banyu saka urat tanduran, oyod uga narik hormon anti-branching menyang awake dhewe.
ABA mungkasi cabang oyod kanthi nutup kabeh pori-pori cilik sing nyambungake sel-sel ROOT-kaya lawang jeblugan ing kapal. Iki nutup sel oyod saka siji liyane lan nyegah auksin kanthi bebas obah karo banyu, ngalangi cabang oyod. Sistem sing prasaja iki ngidini oyod tanduran bisa nyelarasake bentuke karo kondisi banyu lokal. Iku disebut xerobranching (diucapake zerobranching).
Panaliten kita uga nemokake manawa oyod tanduran nggunakake sistem sing padha kanggo nyuda mundhut banyu minangka tunas. Godhong nyegah mundhut banyu sajrone kahanan kekeringan kanthi nutup pori mikro sing diarani stomata ing permukaane. Penutupan stomata uga dipicu dening hormon ABA. Kajaba iku, ing werna ABA nyuda kelangan banyu kanthi nutup pori-nano sing disebut plasmodesmata sing ngubungake saben sel oyod bebarengan.
Oyod saka tomat, cress thale, jagung, gandum lan barley kabeh nanggapi kelembapan kanthi cara iki, sanajan berkembang ing lemah lan iklim sing beda. Tuladhane, tomat asalé saka ara-ara samun Amérika Kidul, déné kresek asalé saka wilayah Asia Tengah. Iki nuduhake xerobranching minangka sipat umum ing tetanduran ngembang, sing umure luwih saka 200 yuta taun luwih enom tinimbang tanduran sing ora ngembang kayata pakis.
Oyod saka pakis, spesies tanduran darat sing berkembang awal, ora nanggepi banyu kanthi cara iki. Oyodé tuwuh luwih seragam. Iki nuduhake spesies kembang sing luwih apik kanggo adaptasi banyu kaku tinimbang tetanduran lemah sadurungé kayata pakis.
Tanduran kembang bisa ngjajah ekosistem lan lingkungan sing luwih akeh tinimbang spesies sing ora ngembang. Amarga owah-owahan kanthi cepet ing pola curah udan ing ndonya, kemampuan kanggo tetanduran kanggo ngrasakake lan adaptasi karo macem-macem kahanan kelembapan lemah saiki luwih penting tinimbang sadurunge.