Tumbuhan tidak dapat bertahan hidup dalam kegelapan total. Semua tumbuhan, kecuali beberapa yang hidup pada organisme lain, menggunakan proses yang disebut fotosintesis untuk mendapatkan energi yang mereka butuhkan. Sebagian besar tanaman adalah autotrof – mereka makan sendiri dan membutuhkan sinar matahari untuk bertahan hidup. Mereka menghasilkan energi dalam organel khusus di dalam sel mereka yang disebut kloroplas. Pada sebagian besar tanaman, kloroplas terkonsentrasi di daun.
Periode kegelapan setiap hari berperan dalam pertumbuhan tumbuhan, karena semua tumbuhan memiliki jam biologis seluler yang disebut ritme sirkadian: Cahaya dan ketiadaan cahaya memicu proses yang berbeda dalam metabolisme, pertumbuhan, dan perilaku tumbuhan.
TL;DR (Terlalu Panjang; Tidak Dibaca)
Sebagian besar tumbuhan bergantung pada cahaya untuk tumbuh; mereka tidak bisa hidup dalam kegelapan total. Namun, siklus dan panjang hari memainkan peran penting dalam pertumbuhan tanaman.
Tumbuhan Nonfotosintesis: Heterotrof
Tumbuhan yang hidup pada organisme lain adalah pengecualian daripada aturannya. Tumbuhan ini bersifat heterotrof dan tidak memiliki kloroplas. Oleh karena itu, mereka tidak membuat bahan yang mereka butuhkan untuk digunakan dari matahari. Secara teori, ini berarti tanaman ini bisa tumbuh dalam kegelapan total. Mereka sering ditemukan dalam kondisi kurang cahaya seperti yang ditemukan di lantai hutan.
Sebelumnya diperkirakan bahwa beberapa tumbuhan dapat bertahan hidup hanya dengan bahan yang membusuk, dan tumbuhan ini disebut saprofit . Namun, telah ditemukan bahwa semua tanaman ini memiliki hubungan simbiosis atau parasit dengan jamur dan oleh karena itu lebih tepat disebut myco-heterotrophs . Pipa India, misalnya, memperoleh energinya dari jamur, yang pada gilirannya memperoleh energinya dari akar pohon. Tanaman heterotropik lainnya adalah parasit langsung pada tanaman. Squawroot adalah parasit pada akar red oak, misalnya.
Meskipun tanaman ini tidak berfotosintesis sendiri, mereka pada akhirnya bergantung pada tanaman yang berfotosintesis untuk semua energinya. Jadi sementara mereka sendiri dapat tumbuh dalam kegelapan, organisme inang penghasil energi mereka tidak bisa.
Tumbuhan Fotosintesis: Autotrof
Sebagian besar spesies di kerajaan tumbuhan menghasilkan bahan bakar yang mereka butuhkan dari matahari dengan masukan mineral dan materi dari udara, tanah, dan air. Namun, jumlah sinar matahari yang dibutuhkan tanaman sangat bervariasi.
Tanaman dengan daun lebar yang besar cenderung berasal dari daerah tropis yang hangat dan basah dengan matahari di atas kepala yang stabil dan tidak berfluktuasi sepanjang tahun. Mereka mungkin juga tanaman yang ada di lantai hutan di daerah beriklim sedang di mana mereka menumbuhkan daun besar untuk menangkap radiasi matahari sebanyak mungkin dalam kondisi kurang cahaya.
Tumbuhan dengan daun kecil cenderung berasal dari bioma yang lebih dingin atau lebih kering. Pohon zona beriklim kehilangan daunnya setiap tahun karena siang hari semakin pendek, sehingga daunnya lebih kecil untuk menghemat energi. Dengan sinar matahari yang melimpah di padang pasir, “daun” pada kaktus berbentuk jarum yang melindungi air berharga di dalamnya dari konsumen di lingkungan. Kaktus melakukan fotosintesis, tetapi sebagian besar aktivitas ini terjadi di batang, bukan di jarum.
Di bioma beriklim sedang, jumlah sinar matahari bisa sangat ekstrim, yang menghasilkan beberapa pola pertumbuhan ekstrim pada tanaman domestik. Meskipun suhunya lebih dingin, Alaska sering menghasilkan labu dan kubis pemecah rekor selama musim tanam yang singkat karena matahari tengah malam yang sangat panjang di musim panas.
Metabolisme Tumbuhan dan Ritme Sirkadian
Sementara semua tumbuhan membutuhkan sinar matahari dalam kapasitas tertentu untuk bertahan hidup, mereka memiliki proses metabolisme yang berlanjut dalam kegelapan. Salah satu contoh proses tanpa cahaya adalah siklus Calvin, di mana karbon ditangkap dan diubah menjadi energi tersimpan menggunakan energi yang disimpan dari reaksi fotosintesis lainnya pada siang hari. Lainnya adalah respirasi, di mana oksigen digabungkan dengan makanan yang disimpan agar dapat digunakan. Tumbuhan biasanya menghasilkan oksigen pada siang hari karena reaksi fotosintesis dan menggunakan oksigen pada malam hari karena respirasi.
Karena ritme sirkadian internal mereka, saat gelap, tanaman mengantisipasi datangnya fajar dan mempersiapkannya pada tingkat sel sebelum kloroplasnya distimulasi oleh cahaya.
Singkatnya, kegelapan memainkan peran penting dalam pertumbuhan tanaman, memengaruhi distribusi kloroplas, bentuk daun, pola pertumbuhan, dan durasi siklus harian.
aapsky/iStock/GettyImages
