Nationalgeographic.co.id—Penelitian baru para ahli biologi di Tel Aviv University menunjukkan bahwa tanaman memancarkan senyawa kimia organik dan suara ultrasonik saat tertekan. Mereka mengembangkan model pembelajaran mesin yang berhasil mengidentifikasi kondisi tanaman.
Dalam penelitian baru tersebut, mereka merekam suara ultrasonik yang dipancarkan oleh tanaman tomat dan tembakau di dalam ruang akustik dan di rumah kaca. Mereka juga memantau parameter fisiologis tanaman.
Para peneliti itu mengembangkan model pembelajaran mesin yang berhasil mengidentifikasi kondisi tanaman, termasuk tingkat dehidrasi dan cedera, hanya berdasarkan suara yang dipancarkan.
Frekuensi suara ini terlalu tinggi untuk dideteksi oleh telinga manusia, tetapi mungkin dapat dideteksi oleh organisme lain seperti serangga, mamalia, dan mungkin tumbuhan lain.
Temuan mereka itu telah dipublikasikan di jurnal Cell secara daring dengan judul "Sounds emitted by plants under stress are airborne and informative."
Tanaman yang mengalami stres menunjukkan fenotipe yang berubah, termasuk perubahan warna, bau, dan bentuk. Namun, suara udara yang dipancarkan oleh tumbuhan yang tertekan belum pernah diteliti sebelumnya.
"Di sini kami menunjukkan bahwa tanaman yang tertekan mengeluarkan suara di udara yang dapat direkam dari jarak jauh dan diklasifikasikan," tulis peneliti.
Tumbuhan menunjukkan perubahan signifikan dalam fenotipe mereka sebagai respons terhadap stres. Mereka berbeda secara visual, sehubungan dengan warna dan bentuk, dari tanaman tanpa tekanan.
Mereka juga memancarkan senyawa organik yang mudah menguap, misalnya, ketika terkena kekeringan atau herbivora. Senyawa-senyawa tersebut juga dapat mempengaruhi tanaman tetangga, sehingga terjadi peningkatan resistensi pada tanaman tersebut.
Secara keseluruhan, tanaman telah dibuktikan menghasilkan isyarat visual, kimiawi, dan sentuhan, yang dapat ditanggapi oleh organisme lain.
Namun demikian, kemampuan tumbuhan untuk mengeluarkan suara di udara, yang berpotensi terdengar oleh organisme lain, belum cukup dieksplorasi.
“Bahkan di lapangan yang sunyi, sebenarnya ada suara yang tidak kita dengar, dan suara itu membawa informasi,” kata Profesor Lilach Hadany dari Tel Aviv University, penulis senior studi tersebut.
“Ada hewan yang bisa mendengar suara ini, jadi ada kemungkinan banyak interaksi akustik yang terjadi.”
Meskipun getaran ultrasonik telah dicatat dari tanaman sebelumnya, ini adalah bukti pertama bahwa mereka mengudara, sebuah fakta yang membuat mereka lebih relevan untuk organisme lain di lingkungan.
Dalam penelitian mereka, Profesor Hadany dan rekannya menggunakan mikrofon untuk merekam tanaman tomat dan tembakau yang sehat dan stres, pertama di ruang akustik kedap suara dan kemudian di lingkungan rumah kaca yang lebih bising.
Mereka menekankan tanaman melalui dua metode, yaitu dengan tidak menyiraminya selama beberapa hari dan dengan memotong batangnya.
Setelah merekam tanaman, para peneliti melatih algoritma pembelajaran mesin untuk membedakan antara tanaman tanpa tekanan, tanaman haus, dan tanaman potong.
Peneliti menemukan bahwa tanaman yang stres mengeluarkan lebih banyak suara daripada tanaman yang tidak stres.
Suara tanaman menyerupai letupan atau bunyi klik, dan satu tanaman yang tertekan mengeluarkan sekitar 30-50 klik ini per jam pada frekuensi 40-80 kHz dan interval yang tampaknya acak, tetapi tanaman yang tidak tertekan mengeluarkan suara yang jauh lebih sedikit.
“Saat tanaman tomat tidak stres sama sekali, mereka sangat pendiam,” kata Profesor Hadany.
Tanaman yang kekurangan air mulai mengeluarkan suara sebelum terlihat dehidrasi atau kekurangan cairan, dan frekuensi suara memuncak setelah 5 hari tanpa air sebelum berkurang lagi saat tanaman benar-benar kering. Jenis suara yang dikeluarkan berbeda dengan penyebab stres.
Algoritma pembelajaran mesin mampu secara akurat membedakan antara dehidrasi atau kekurangan cairan dan stres akibat pemotongan dan juga dapat membedakan apakah suara tersebut berasal dari tanaman tomat atau tembakau.
Meskipun penelitian difokuskan pada tanaman tomat dan tembakau karena mudah tumbuh dan terstandarisasi di laboratorium, para peneliti juga mencatat berbagai spesies tanaman lainnya.
"Kami menemukan bahwa banyak tanaman, jagung, gandum, anggur, dan tanaman kaktus, misalnya, mengeluarkan suara saat stres," kata Profesor Hadany.
Mekanisme pasti di balik suara-suara ini tidak jelas, tetapi penulis berpendapat bahwa hal itu mungkin disebabkan oleh pembentukan dan pecahnya gelembung udara dalam sistem vaskular tanaman (jaringan pengangkut), sebuah proses yang disebut kavitasi.
Baca Juga: Ahli Botani Temukan Kembali Tumbuhan Langka 'Lentera Peri' yang Punah
Baca Juga: Sains Terbaru: Tumbuhan Berpotensi Penyebab Polusi Udara Masa Depan
Baca Juga: Lima Penemuan Tumbuhan Terbaik sepanjang 2022: Dari Aceh hingga Turki
Baca Juga: Tumbuhan Beradaptasi dengan Perubahan Iklim Melalui Ingatan Epigenetik
Jaringan pengangkut (vascular tissue) adalah salah satu dari tiga kelompok jaringan permanen yang dimiliki tumbuhan hijau berpembuluh.
Jaringan ini disebut juga pembuluh dan berfungsi utama sebagai saluran utama transportasi zat-zat hara yang diperlukan dalam proses vital tumbuhan.
Apakah tanaman menghasilkan suara ini atau tidak untuk berkomunikasi dengan organisme lain juga tidak jelas, tetapi fakta bahwa suara ini ada memiliki implikasi ekologis dan evolusioner yang besar.
“Mungkin saja organisme lain telah berevolusi untuk mendengar dan menanggapi suara-suara ini,” kata Profesor Hadany.
“Misalnya, ngengat yang berniat untuk bertelur pada tumbuhan atau hewan yang berniat memakan tumbuhan dapat menggunakan suara untuk membantu memandu keputusan mereka.”