Seluruh makhluk hidup yang ada di dunia ini membutuhkan proses bernapas, termasuk juga tumbuhan. Bernapas merupakan kebutuhan paling mendasar makhluk hidup agar sel-sel tubuh bisa menghasilkan energi untuk bertahan hidup.
Manusia dan sebagian hewan bernapas menggunakan paru-paru dengan dua tahap utama, yakni menghirup dan menghembuskan udara. Namun, bagaimana dengan tumbuhan?
Sebuah studi yang terbit di jurnal Plant Physiology menjelaskan tumbuhan punya tiga organ penting untuk bernapas, salah satunya stomata. Stomata dalam bahasa Yunani berarti 'mulut', organ ini berbentuk pori mikroskopis yang ada di permukaan daun.
Dalam prosesnya bernapas, stomata bisa membuka dan menutup. Saat terbuka, ia menyerap karbon dioksida yang berguna untuk fotosintesis atau proses pembuatan makanan pada tanaman.
Selama ini, ilmuwan hanya mengetahui proses bernapas pada tumbuhan secara teori saja. Namun, seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, kini mereka bisa melihat proses bernapas pada tumbuhan secara langsung. Kok bisa?
Sistem Stomata In Sight
Inovasi untuk melihat proses bernapas pada tumbuhan, diciptakan oleh peneliti dari University of Illinois Urbana-Champaihn (UIUC). Peneliti bisa melihat proses pernapasan tanaman secara melalui sistem baru bernama "Stomata In-Sight".
Sistem Stomata In-Sight bisa memperlihatkan bagaimana daun menukar gas dengan udara. Ada tiga kombinasi teknologi yang digunakan ilmuwan dalam sistem ini.
Pertama, Live Confocal Microscopy, sebuah teknologi berbasis laser yang dapat menghasilkan gambar 3D yang tajam dari sel tanaman hidup tanpa harus memotongnya. Kedua, Leaf Gas Exchange Measurement, alat penghitung jumlah karbon dioksida yang diserap tanaman dan besaran uap air yang dilepaskan.
Terakhir, teknologi bernama Environmental Control Chamber. Teknologi ketiga merupakan sebuah ruang khusus yang memungkinkan peneliti mengatur cahaya, suhu, dan kelembapan agar seperti berada di lahan pertanian nyata.
Tim peneliti yang terdiri dari Joseph D Crawford, Dustin Mayfield-Jones, Glenn A Fried, Nicolas Hernandez, dan Andrew DB Leakey menyebut alat ini sangat praktis. Kini penelitian terkait pernapasan tumbuhan bisa dilakukan dalam satu langkah.
"Biasanya, kita harus memilih antara melihat stomata atau mengukur fungsinya. Sekarang kita bisa melakukan keduanya sekaligus," kata mereka dikutip dari Science Daily.
Buka Jalan Agar Tanaman Bisa Tumbuh Saat Kekeringan
Temuan ini dinilai ilmuwan sangat bermanfaat dan membuka jalan agar tanaman bisa tumbuh lebih efisien dan tahan kekeringan. Stomata punya peran dalam menentukan efisiensi penggunaan air, sebuah faktor penting pada pertanian modern.
Semakin cerdas tanaman bisa mengatur buka dan tutup stomata, maka semakin hemat penggunaan airnya. Hal ini dinilai juga tidak akan berdampak pada pertumbuhan tanaman.
Ke depan, peneliti berharap sistem ini bisa dimanfaatkan lebih jauh, seperti membantu identifikasi sinyal genetik dan kimia yang mengatur perilaku stomata.
Dengan begitu, varietas tanaman yang efisien dan tahan terhadap kekeringan bisa dikembangkan.
Penelitian ini diterbitkan di jurnal Plant Physiology dengan judul "Stomata in-sight: Integrating live confocal microscopy with leaf gas exchange and environmental control", 17 November 2025.
