Untuk memperoleh nutrisi yang diinginkan, dengan upayanya tanaman akan memancing bakteri agar dapat menginfeksinya lalu menghasilkan nitrogen yang dijadikan santapannya.
Dilaporkan dalam jurnal Science Advance, para peneliti dari Universitas Rice merinci bagaimana tanaman telah berevolusi untuk mendatangkan nutrisi, memanfaatkan bakteri yang mudah digunakan sebagai layanan pengiriman nutrisi.
Menurut para peneliti, tanaman mampu membaca lingkungan setempat. Jika memang diperlukan, maka ia akan memproduksi bahan kimia yang disebut flavonoid. Setelah dilepaskan, molekul-molekul ini mampu untuk mengundang mikroba yang menginfeksi tanaman dan membentuk nodul nitrogen — tempat makanan dihasilkan — di akarnya.
Ketika nitrogen hadir dan tersedia, tanaman tidak akan kesulitan mendapatkan nutrisinya. Kuncinya, karena tanaman memiliki kemampuan untuk merasakan keberadaan sumber nitrogen dan karbon organik di dekatnya.
“Ini adalah contoh indah dari evolusi: Tumbuhan mengubah beberapa kelompok (oksigen / hidrogen) di sana-sini pada flavonoid, dan ini memungkinkannya untuk menggunakan kondisi tanah untuk mengendalikan mikroba mana yang mereka ajak bicara,” kata ahli biogeokimia dari Rice University, Caroline Masiello, seorang penulis penelitian ini.
Flavonoid memediasi interaksi antara tanaman dan mikroba tergantung pada keberadaan karbon abiotik (tidak hidup). Eksperimen mereka mengungkapkan, secara mengejutkan, bahwa kelebihan karbon yang terlarut di dalam tanah secara efektif dapat mematikan sinyal dari flavonoid.
Karena karbon di dalam tanah dapat memengaruhi sinyal dari flavonoid, tanaman telah mengembangkan cara untuk merekayasa interaksi yang menguntungkan antara tanaman dan mikroba. Sehingga, dapat merancang amandemen tanah yang efektif (memperbaiki kondisi tanah), menurut para peneliti.
Tanaman menggunakan flavonoid sebagai mekanisme pertahanan melawan patogen akar dan dapat memanipulasi karbon organik yang mereka hasilkan untuk mengganggu pensinyalan antara mikroba dan tanaman lainnya yang menjadi saingannya untuk mendapatkan nutrisi yang sama.
“Kami telah mempelajari bagaimana amandemen tanah yang berbeda mengubah cara mikroba berkomunikasi satu sama lain,” kata Del Valle, penulis utama makalah. “Pertanyaan selanjutnya adalah apakah ini terjadi ketika mikroba berkomunikasi dengan tanaman.
“Kami tahu bahwa tanaman memodulasi simbiosis dengan mikroba melalui molekul flavonoid,” katanya. “Jadi kami ingin mempelajari bagaimana flavonoid berinteraksi dengan amandemen tanah yang digunakan untuk berbagai tujuan di bidang pertanian.”
Namun, Masiello mencatat bahwa ada biaya yang harus ditanggung tanaman untuk terhubung dengan mikroba di dalam tanah.
“Tanaman harus membayar mikroba sebagai gula fotosintesis, dan sebagai gantinya mikroba menambang tanah untuk mendapatkan nutrisi. Simbion (makhluk yang hidup bersimbiosis) mikroba bisa menjadi subkontraktor yang sangat mahal, kadang-kadang mengambil sebagian besar fotosintat (hasil fotosintesis) tanaman.”
“Hubungan ini dengan simbion secara metabolik mahal,” katanya.
“Ini bagus untuk tanaman karena itu berarti mereka tidak membuang fotosintat yang mendukung bantuan mikroba yang tidak mereka butuhkan. Ilenne dan Tara juga menunjukkan bahwa sinyal yang digunakan untuk keperluan lain sedikit dimodifikasi secara kimia sehingga transmisinya tidak terpengaruh pada kecepatan yang sama”
