Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Top News

Faktor apa yang memicu daun mati di musim gugur? – ScienceDaily


Para peneliti di ETH Zurich telah mengidentifikasi mekanisme pengaturan sendiri pada pohon gugur Eropa yang membatasi panjang musim tanamnya: Pohon yang berfotosintesis lebih banyak di musim semi dan musim panas kehilangan daunnya di awal musim gugur.

Daun dari pohon beriklim sedang bersinar dalam semua kemuliaan kuning dan merah sebelum jatuh, menandakan bahwa musim gugur telah tiba. Proses ini, yang disebut penuaan daun, memungkinkan pohon untuk bersiap menghadapi musim dingin yang akan datang dengan menghentikan pertumbuhannya dan mengekstraksi nutrisi dari dedaunan. Dalam siklus fenologis pohon, penuaan daun menandai berakhirnya masa produktif selama mereka menyerap CO2 melalui fotosintesis.

Pemanasan global telah mengakibatkan periode vegetasi yang lebih lama dalam beberapa tahun terakhir, dengan munculnya daun musim semi di pohon-pohon Eropa terjadi sekitar dua minggu lebih awal dari 100 tahun yang lalu dan penuaan musim gugur sekitar enam hari kemudian. Secara umum, penuaan diperkirakan akan terus tertunda dalam iklim yang memanas, meningkatkan jumlah karbon yang ditangkap oleh tanaman ini di bawah perubahan iklim.

Namun, para peneliti di ETH Zurich kini sampai pada kesimpulan yang berlawanan. Dalam studi yang dipublikasikan di jurnal Ilmu, mereka telah menunjukkan mekanisme pengaturan diri yang membatasi masa produktif. Peningkatan fotosintesis di musim semi dan musim panas menyebabkan penuaan lebih awal, yang dapat mengakibatkan daun jatuh lebih awal di musim gugur.

Batasan tenggelam sebagai pengemudi senescence

“Perkiraan akurat musim tanam pohon sebelumnya sulit, karena penyebab penuaan daun belum dipahami dengan baik,” kata Constantin Zohner, pemimpin studi dan ilmuwan senior di Lab Crowther ETH Zurich.

Sampai sekarang, para ilmuwan umumnya berasumsi bahwa, setelah musim panas berakhir, penurunan suhu musim gugur dan panjang hari adalah petunjuk utama yang menentukan waktu penuaan daun. Beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa kemunculan daun di musim semi berdampak pada kematian daun di musim gugur. “Tetapi karena pentingnya mekanisme ini tetap tidak jelas, model fenologi paling baik hanya sebagian yang mampu memperhitungkan efek tersebut,” kata ahli biologi itu.

Zohner menduga bahwa kaitan antara fenologi musim semi dan musim gugur dapat dijelaskan oleh aktivitas fotosintesis – atau lebih tepatnya, fenomena pembatasan penyerap karbon. Dalam hipotesis ini, unsur hara tanah yang langka seperti nitrogen antara lain membatasi kuantitas CO2 yang dapat diserap oleh tanaman selama musim. Pohon karbon lebih banyak menyerap di musim semi dan musim panas, karena itu penuaan daun lebih awal harus dimulai.

Peran fotosintesis dalam pengendalian penuaan daun telah lama dikenal misalnya pada tanaman, tetapi belum pernah diuji pada pohon. Inilah yang memotivasi para peneliti ETH Zurich untuk menyelidiki penyebab fenologi musim gugur dengan pendekatan gabungan observasi lapangan, tes laboratorium, dan pemodelan.

Efek fotosintesis yang kuat

Pengamatan jangka panjang terhadap enam spesies pohon gugur Eropa selama enam dekade terakhir membentuk dasar penelitian. Dengan menggunakan data ini, tim Zohner menguji pengaruh relatif dari berbagai faktor pada waktu penuaan musim gugur, termasuk munculnya daun di musim semi, fotosintesis musiman, CO2 konsentrasi, suhu dan curah hujan.

Selain itu, para peneliti juga melakukan serangkaian percobaan dengan pancang di ruang iklim dan luar ruangan. Ini memungkinkan mereka untuk mengisolasi efek suhu, siang hari, dan CO2 konten yang mendorong korelasi antara fotosintesis dan penuaan daun.

Pengamatan jangka panjang mengungkapkan efek fotosintesis yang kuat: pada tahun-tahun dengan peningkatan fotosintesis di musim semi dan musim panas, penuaan daun dimulai lebih awal, dengan masing-masing peningkatan sepuluh persen dalam aktivitas fotosintesis mempercepat penuaan daun selama delapan hari. Eksperimen mendukung temuan ini.

Model penuaan musim gugur baru

“Analisis kami menunjukkan bahwa fotosintesis musiman, suhu musim gugur dan panjang hari adalah pendorong utama penuaan,” kata penulis utama Deborah Zani dalam menjelaskan kekuatan yang terlibat. Beberapa faktor lain, seperti CO di atmosfer2 konsentrasi, suhu musim panas, tingkat cahaya dan curah hujan juga tampaknya mempengaruhi penuaan, tetapi hanya secara tidak langsung melalui pengaruh fotosintesis. “

Oleh karena itu, musim gugur yang lebih hangat di bawah perubahan iklim cenderung menunda penuaan. Efek ini, bagaimanapun, diatasi dengan meningkatkan fotosintesis di musim semi dan musim panas melalui peningkatan CO2 konsentrasi, periode musim panas yang lebih hangat dan kemunculan daun lebih awal.

Zani dan Zohner mengembangkan model baru fenologi musim gugur yang memperhitungkan semua faktor menurut bobotnya yang relevan. Model ini memungkinkan para peneliti untuk memprediksi waktu penuaan musim gugur selama enam dekade terakhir dengan akurasi hingga 42 persen lebih tinggi dibandingkan model sebelumnya.

Para penulis kemudian menggunakan model ini untuk menghasilkan prakiraan terbaru dari waktu penuaan daun selama sisa abad ini dan hasilnya sangat tidak terduga. Hingga saat ini diperkirakan penuaan akan terjadi dua hingga tiga minggu kemudian pada akhir abad ini. “Model baru kami menunjukkan sebaliknya: jika fotosintesis terus meningkat, daun akan menua tiga hingga enam hari lebih awal dari yang mereka lakukan hari ini,” kata Zani. “Ini berarti musim tanam akan diperpanjang hanya 8 sampai 12 hari pada akhir abad ini, sekitar dua sampai tiga kali lebih sedikit dari yang kita duga sebelumnya,” tambah Zani. Dia melakukan analisis data dan pemodelan sebagai bagian dari tesis Masternya di Crowther Lab.

Dampak pada keseimbangan karbon

Dalam studi mereka, para peneliti memanfaatkan data dari Pan European Phenology Project, mengevaluasi total 434.000 pengamatan fenologi di 3.800 lokasi di Eropa tengah antara tahun 1948 dan 2015. Enam spesies perwakilan dipelajari: kastanye kuda Eropa, birch perak, beech Eropa , Larch Eropa, ek Inggris dan rowan.

Para penulis melihat studi mereka sebagai bukti bahwa hutan beriklim sedang memiliki kapasitas terbatas untuk menyerap CO2: “CO Musiman2 serapan mungkin akan meningkat ke tingkat yang lebih rendah dengan kenaikan suhu daripada model lama yang diprediksi, “kata Zohner. Para peneliti ETH Zurich sekarang ingin lebih memahami batasan penyerap karbon di hutan bumi.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online