Bagaimana pohon bertahan hidup saat kekeringan sangat bergantung pada pengalaman masa lalunya.
Dalam beberapa kasus, kesulitan melahirkan ketahanan: Pohon cemara yang mengalami kekeringan jangka panjang lebih tahan terhadap kekeringan di masa mendatang, karena kemampuan yang mengesankan untuk menyesuaikan kanopi mereka guna menghemat air , demikian laporan para peneliti di Jerman pada tanggal 16 Mei di Plant Biology .
Di sisi lain, pohon dapat menderita jika mereka hanya mengenal kondisi basah dan tidak menyadari kekeringan. Pohon pinus di Swiss, misalnya, memiliki jarum yang tampaknya menyesuaikan diri dengan periode basah dengan cara yang membuat mereka lebih rentan terhadap kekeringan, menurut laporan kelompok ilmuwan lain tahun lalu.
Secara keseluruhan, hasil tersebut menggambarkan bagaimana pohon dapat “mengingat” masa-masa kelimpahan dan juga kelangkaan. Yang terakhir, seperti yang digambarkan oleh penelitian cemara, menjadi pertanda baik bagi kemampuan pohon untuk mengatasi pemanasan global. Temuan ini merupakan salah satu yang pertama menunjukkan bahwa pohon dapat menjadi lebih tahan kekeringan dengan menyesuaikan struktur tajuknya, kata ahli fisiologi tanaman Ansgar Kahmen dari Universitas Basel di Swiss, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut.
“Ini tidak berarti bahwa semua pohon dan semua hutan akan beradaptasi dengan perubahan iklim,” kata Kahmen. “Namun, ini menunjukkan bahwa setidaknya ada beberapa kapasitas untuk respons ini.”
Ini bukan saat yang mudah untuk menjadi pohon. Kekeringan semakin umum terjadi , lebih lama dan lebih parah akibat perubahan iklim, yang memusnahkan pohon dalam skala dan kecepatan yang belum pernah terlihat sebelumnya.
Untuk lebih memahami dampak kekeringan pada pepohonan, para ilmuwan di Universitas Teknik Munich meluncurkan sebuah eksperimen pada tahun 2014. Mereka menggunakan atap plastik yang didirikan di atas sekitar setengah dari 100 pohon cemara Norwegia ( Picea abies ) dan pohon beech Eropa ( Fagus sylvatica ) untuk menahan hujan musim panas, sehingga menciptakan kekeringan selama lima tahun. Pohon-pohon yang tersisa menerima curah hujan normal.
Kekeringan buatan ini tidak membunuh pohon cemara Norwegia — spesies yang sangat sensitif terhadap kekeringan — tetapi mengubahnya. Dibandingkan dengan pohon cemara tetangganya yang mendapatkan air dengan baik, pohon cemara yang terpapar kekeringan menumbuhkan tunas yang jauh lebih pendek dan jarum yang lebih pendek dan lebih sedikit di musim semi, lapor ahli ekologi Thorsten Grams dan rekan-rekannya.
Bersamaan dengan hilangnya jarum tua secara alami, pohon-pohon kehilangan sekitar 60 persen dari total luas jarumnya selama percobaan, sehingga kanopinya kurang rapat. Grams melihat ini sebagai strategi untuk mengatasi kekeringan dengan lebih baik: Luas jarum yang lebih kecil berarti pohon-pohon kehilangan lebih sedikit air melalui stomata mereka — pori-pori kecil di daun pohon yang menyerap karbon dioksida dan melepaskan oksigen. (Pohon beech tidak mengurangi luas daunnya secara signifikan, mungkin karena ketahanannya terhadap kekeringan secara umum.)
Ujian sesungguhnya bagi pohon-pohon itu datang saat musim kemarau tiba-tiba pada tahun 2022, tiga tahun setelah berakhirnya kekeringan eksperimental. “Pohon-pohon yang sebelumnya mengalami kekeringan … tumbuh jauh lebih baik dalam kondisi ini daripada pohon-pohon kontrol yang tidak pernah mengalami kekeringan,” kata Grams.
Hal itu dibuktikan dengan pengukuran terperinci jarum dari pohon cemara yang mengalami kekeringan, yang menunjukkan bahwa pohon tersebut tidak terlalu stres secara fisiologis — karena jarumnya masih lebih kecil dan dedaunannya lebih sedikit. “Mereka masih menghemat air,” kata Grams. Tanah di bawahnya jauh lebih lembap dibandingkan dengan pohon cemara yang tidak mengalami kekeringan buatan bertahun-tahun sebelumnya.
Kemampuan pohon cemara dalam menghemat air juga tampak menguntungkan pohon beech di sebelahnya, yang juga tidak terlalu stres secara fisiologis selama kekeringan tahun 2022. Para rimbawan sering menebang pohon cemara yang pertumbuhannya terhambat karena mereka lebih menyukai pohon yang lebih produktif, tetapi Grams mengatakan hasil penelitiannya menunjukkan bahwa pohon-pohon itu sebaiknya dibiarkan berdiri, karena mereka mungkin lebih mampu mengatasi kekeringan.
Alana Chin, seorang ahli ekologi fisiologi pohon di California State Polytechnic University, Humboldt yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, mengatakan, “Jelas terlihat bahwa pohon mempersiapkan diri untuk kondisi masa depan dengan menyesuaikan struktur yang berumur panjang, seperti daun hijau abadi, berdasarkan ‘informasi’ yang tersimpan dari kejadian masa lalu.”
Tahun lalu, Chin dan rekan-rekannya menemukan cara lain agar pohon dapat “mengingat” masa lalu mereka, berdasarkan eksperimen yang sedang berlangsung di hutan pinus Skotlandia di salah satu wilayah terkering di Pegunungan Alpen Swiss. Sementara sekitar setengah dari sekitar 900 pohon pinus ( Pinus sylvestris ) di hutan tersebut terpapar pada kondisi kering alami, alat penyiram telah digunakan sejak tahun 2003 untuk menggandakan curah hujan musim panas secara efektif bagi pohon-pohon yang tersisa. Pada tahun 2013, para ilmuwan berhenti menyiram setengah dari pohon-pohon tersebut , yang tiba-tiba membuat mereka terpapar pada kondisi kekeringan.
Dengan menggunakan mikroskop sinar-X untuk memeriksa 47 detail anatomi halus dari jarum dan ranting pohon pinus, tim menemukan bahwa jarum pohon yang sebelumnya diairi menunjukkan tanda-tanda stres air yang lebih besar daripada pohon yang hanya mengalami kondisi kekeringan. Bagi Chin, ini menunjukkan bahwa “ingatan” mereka tentang iklim basah entah bagaimana membuat mereka kurang mampu mengatasi kelangkaan air.
Jarum pinus juga tampaknya tidak memiliki banyak jaringan fotosintesis, yang mungkin membuat mereka kurang mampu membangun cadangan energi yang diperlukan untuk bertahan hidup dari kekeringan besar, alih-alih menggunakan lebih banyak jaringan untuk menghemat air dan pertahanan, kata Chin. “Sepertinya hanya terpapar air itu saja sudah melemahkan mereka untuk masa depan,” hampir seperti pohon-pohon itu “menunggu” musim hujan kembali, katanya.
Kepekaan jarum terhadap kekeringan menjelaskan mengapa, menurut pandangan Chin, pohon-pohon yang sebelumnya diairi tidak tumbuh dengan baik dalam kondisi kering, dengan pertumbuhan menurun dan dua pohon mati total. Namun, rekan penulisnya Markus Schaub dari Institut Riset Federal Swiss untuk Hutan, Salju, dan Riset Lanskap yang berpusat di Birmensdorf, berpendapat bahwa pohon-pohon dapat mengimbangi jarum sensitif mereka dengan menumbuhkan akar yang dalam selama periode penyiraman, yang memungkinkan mereka mengakses lapisan tanah yang lebih lembap.
Sementara pohon-pohon tersebut masih dipelajari, kedua penelitian tersebut dapat membantu menjelaskan mengapa pohon-pohon di seluruh dunia yang terbiasa dengan kondisi basah mengalami kematian ketika tiba-tiba dilanda kekeringan.
Studi di Jerman menggambarkan risiko fisiologis akibat luas daun yang terlalu besar yang membuat pohon lebih rentan terhadap kekeringan mendadak, kata ahli ekologi hutan Craig Allen dari Universitas New Mexico. Sedangkan untuk studi di Swiss, “itu hanya menambah kekayaan dan kompleksitas pada … tantangan yang dihadapi tanaman dalam melacak iklim,” katanya.
Namun, pohon muda yang belum pernah mengalami hutan yang kaya air, kata Chin, lebih mampu beradaptasi dengan kondisi normal yang baru. Hal yang sama berlaku bagi pohon yang mengalami serangkaian kekeringan sedang yang mengurangi luas daun seiring waktu, kata Grams. Masih menjadi pertanyaan terbuka apakah mereka dapat mengimbangi perubahan iklim dan apakah spesies pohon lain dapat beradaptasi dengan cara yang sama.
“Saya merasa bahwa pohon-pohon itu jauh lebih mampu daripada yang kita duga,” kata Grams. “Hutan akan tampak berbeda di masa depan, tetapi tetap akan ada hutan.”
