Pemanasan Global dapat Merubah Rute Evolusi

Milkweed

Peningkatan kadar karbon dioksida terkait dengan pemanasan global dapat mempengaruhi interaksi antara tanaman dan serangga yang memakannya, mengubah arah revolusi tanaman. penelitian di University of Michigan menunjukkan Penelitian difokuskan pada dampak karbon dioksida yang tinggi pada tanaman Milkweed yang umum dikenal Asclepias syriaca. Milkweed adalah salah satu dari banyak tanaman yang menghasilkan senyawa kimia beracun atau pahit untuk melindungi diri dari dimakan serangga. Pertahanan kimia ini adalah hasil dari sejarah panjang interaksi antara tanaman dan serangga seperti ulat raja yang memakannya.

Pertahanan tanaman – dan pola makan serangga – juga menanggapi faktor lingkungan seperti meningkatnya karbon dioksida. Hal ini menunjukkan bahwa karbon dioksida yang tinggi dapat mempengaruhi evolusi tanaman dengan mengubah “tekanan seleksi” serangga pemakan tanaman menggunakan tanaman.

Tekanan seleksi, penggerak evolusi, menyebabkan perubahan komposisi genetik suatu populasi. Dimana bekerja seperti ini: jika serangga menimbulkan terlalu banyak kerusakan pada tanaman, tanaman tidak dapat memproduksi dengan berhasil. Hal ini akan menyebabkan situasi dimana setiap tanaman yang, secara kebetulan, telah mewarisi sifat pertahanan serangga sebagai keuntungannya. Karena keuntungan ini sifat-sifat tersebut kemungkinan akan menyebar di antara populasi, didorong oleh “tekanan” dari serangga.

Peneliti Rachel Vanette dan Mark Hunter menyelidiki apakah “keluarga” genetik berbeda dari Milkweed yang umum dari populasi tunggal di Utara Michigan akan merespon secara berbeda untuk meningkatkan kadar karbon dioksida di atmosfer dan jika demikian, bagaimana respon tersebut dapat mempengaruhi peluang tanaman untuk dimakan oleh serangga.

“Khususnya, kami menguji respon tanaman Milkweed pada karbon dioksida tinggi dalam hal pertumbuhan tanaman, reproduksi aseksual, dan produksi pertahanan kimia dan fisik,” kata Vanette. Meskipun semua tanaman tumbuh lebih besar dalam merespon karbon dioksida tinggi, dan semua keluarga tanaman menunjukkan pertumbuhan dan respon reproduksi yang sama, keluarga tanaman memberikan respon yang berbeda pada karbon dioksida tinggi pada produksi pertahanan kimia dan fisik mereka terhadap serangga pemakan tumbuhan.

Secara khusus, produksi racun jantung yang disebut cardenolides berbeda. Sementara beberapa keluarga tanaman merespon karbon dioksida tinggi dengan meningkatkan produksi cardenolide, penurunan produksi paling besar – sebanyak 50 persen.

“Hal tersebut adalah perbedaan besar apabila Anda adalah ulat,” kata Vanette, yang adalah seorang mahasiswa pascasarjana di kelompok riset Hunter. Hunter adalah organisasi perguruan tinggi Henry A. Gleason, Profesor Ekologi dan Biologi Evolusioner. Karena serangga yang mengkonsumsi Milkweed, termasuk ulat raja, memilih tanaman inang dengan hati-hati dan memilih tanaman tertentu berdasarkan konsentrasi komponen toksik tanaman, serangga spesialis ini dapat bertindak sebagai agen seleksi pada tanaman Milkweed.

Melawan pergeseran jauh dari pertahanan kimia yaitu pergeseran ke pertahanan fisik dan daya tahan. “Tanaman tersebut memiliki daun yang keras, dan lebih baik dalam toleransi herbivora oleh ulat – mereka tumbuh kembali dengan cepat,” kata Vanette.

Secara keseluruhan, hasilnya memberikan bukti bahwa dalam merespon karbon dioksida tinggi, perbedaan basis genetik pada mekanisme pertahanan tanaman dan perubahan interaksi tanaman- serangga akan dapat mempengaruhi bagaimana tanaman berdaptasi dengan perubahan iklim.

Akankah tanaman merubah strategi pertahanan untuk membantu atau menghalangi ulat raja?“Kami belum tahu,” kata Vanette, “tetapi itu adalah pertanyaan yang sedang kami selidiki.” Temuan ini muncul dalam Global Change Biology edisi Maret. Penelitian ini didanai oleh the National Science Foundation.