Hidrotropisme (hydrotropism): Gerakan tumbuhan atau bagiannya menuju pengaruh/ rangsangan air atau kelembaban
Hidrotropisme adalah respons pertumbuhan tanaman di mana arah pertumbuhan ditentukan oleh stimulus atau gradien dalam konsentrasi air. Contoh umum adalah akar tanaman yang tumbuh di udara lembab yang menekuk menuju tingkat kelembaban relatif yang lebih tinggi.
Ini penting secara biologis karena membantu meningkatkan efisiensi tanaman dalam ekosistemnya.
Proses hidrotropisme dimulai dengan air penginderaan tutup akar dan mengirimkan sinyal ke bagian akar yang memanjang. Hidrotropisme sulit diamati pada akar tanah, karena akar tidak mudah diamati, dan gravitropisme akar biasanya lebih berpengaruh daripada hidrotropisme akar. Air siap bergerak dalam tanah dan kadar air tanah terus berubah sehingga setiap gradien dalam kelembaban tanah tidak stabil.
Penelitian hidrotropisme akar terutama merupakan fenomena laboratorium untuk akar yang tumbuh di udara lembab daripada tanah. Signifikansi ekologisnya pada akar tanaman tidak jelas karena penelitian hidrotropisme sangat sedikit yang meneliti akar tanaman. Identifikasi terbaru dari tanaman mutan yang tidak memiliki respons hidrotropik dapat membantu menjelaskan perannya di alam. Hydrotropism mungkin memiliki arti penting bagi tanaman yang tumbuh di ruang angkasa, di mana ia memungkinkan akar untuk mengorientasikan diri dalam lingkungan gayaberat mikro.
Perilaku ini diperkirakan telah dikembangkan jutaan tahun yang lalu ketika tanaman memulai perjalanan mereka ke tanah kering.Sementara migrasi ini menghasilkan konsumsi CO2 yang jauh lebih mudah, tetapi sangat mengurangi jumlah air yang tersedia untuk tanaman. Dengan demikian, tekanan evolusi yang kuat diberikan pada kemampuan untuk menemukan lebih banyak air.
MEKANISME
tumbuhan mengenali air di lingkungan mereka untuk menyerapnya untuk keperluan metabolisme. Molekul yang digunakan secara universal harus dirasakan dan diserap agar dapat digunakan oleh organisme ini. Pada tanaman, air dapat dirasakan dan sebagian besar diserap melalui akar, terutama melalui akar muda dibandingkan dengan akar induk atau akar halus yang lebih tua seperti yang ditunjukkan dengan jagung dalam penelitian Varney dan Canny. Arah dan laju pertumbuhan akar-akar ini ke arah air menjadi perhatian karena hal ini memengaruhi efisiensi pengadaan air.
Para ilmuwan telah mengetahui bahwa reseptor akar untuk sebagian besar stimulus ditempatkan dalam sel-sel tutup akar sejak publikasi “Kekuatan pergerakan tanaman” pada tahun 1880 di Darwin di mana ia menggambarkan eksperimen gravitropismenya. Eksperimen Darwin mempelajari bibit Vicia faba. Bibit diamankan di tempat dengan pin, tutup akar dieringkan, dan pertumbuhannya diamati. Darwin mencatat bahwa tutup akar yang dibakar tidak tumbuh ke arah rangsangan apa pun.
Namun hingga baru-baru ini, hanya dalam dekade terakhir, para ilmuwan telah menemukan kemungkinan reseptor dalam tutup akar untuk sinyal gradien potensial air. Reseptor-like kinases (RLKs) tampaknya bertanggung jawab untuk penginderaan gradien potensial air ini karena lokasinya yang tepat di membran sel tutup akar serta interaksi dan efeknya pada jenis saluran air aquaporin yang dikenal sebagai protein intrinsik membran plasma yang dikenal sebagai protein intrinsik membran plasma (PIP). PIP juga ditemukan dalam membran sel dan tampaknya terlibat dalam konduktivitas hidrolik akar.Dietrich berhipotesis bahwa sinyal potensi air yang lebih rendah kemungkinan mempengaruhi interaksi antara PIP dan RLK yang menghasilkan perpanjangan dan pertumbuhan sel diferensial karena fluks dalam asam absisat (ABA) dan jalur berikutnya.ABA adalah fitohormon biosintesis yang dikenal aktif dalam banyak jalur pengembangan sel tanaman fisiologis. Dukungan untuk jalur ABA yang menghasilkan respons hidrotropik berasal dari strain mutan Arabidopsis thaliana yang tidak dapat melakukan biosintesis / menghasilkan ABA. Mutan ditemukan memiliki penurunan respon hidrotropik sehingga pertumbuhan akar mereka terhadap potensi air yang lebih tinggi tidak signifikan. Namun, setelah penerapan ABA, respons pertumbuhan akar yang meningkat terhadap potensi air yang lebih tinggi diamati.
Lebih lanjut, kami telah mengumpulkan bahwa sitokinin juga memainkan peran penting. Ini menarik karena sitokinin bekerja secara antagonis dengan auksin, yang merupakan bagian penting dari jalur respons gravitropik. Sitokinin menyebabkan degradasi auksin yang mengangkut protein PIN1, yang mencegah auksin menumpuk di area yang diinginkan untuk pembengkokan gravitropik. Ini membuat kita percaya bahwa respons hidrotropik dapat menangkal keinginan gravitasi untuk bergerak ke pusat bumi dan memungkinkan sistem akar menyebar ke potensi air yang lebih tinggi.
Mekanisme ini didukung kuat oleh pengamatan pola pertumbuhan mutan asam absisat Arabidopsis (aba1-1 dan abi2-1) dan tidak ada mutan respons hidrotropik (nhr1). Mutan asam absisik tidak dapat menghasilkan asam absisat, dan sembarangan tidak dapat menunjukkan respons yang signifikan terhadap gradien tekanan air. Tidak sampai ABA secara artifisial ditambahkan ke mutan yang mampu menampilkan respons hidrotropik. Sama menariknya, mutan nhr1 menunjukkan peningkatan laju pertumbuhan akar dalam menanggapi gravitasi, dan tidak ada respons terhadap isyarat hidrotropik. Ini mungkin disebabkan oleh sistem akar yang dapat dengan bebas menanggapi gravitasi, tanpa respons hidrotropik antagonis. Tanaman nhr1 akan mulai menunjukkan respons hidrotropik hanya di hadapan kinetin, yang merupakan jenis sitokinin. Ini jelas mendukung gagasan bahwa sitokinin memainkan peran besar dalam respons hidrotropik. Meskipun dukungan besar yang diberikan mutan ini, gen yang bertanggung jawab atas mutan ini tidak diketahui.
Sinyal untuk pertumbuhan akar, dalam hal ini, adalah potensi air yang bervariasi di lingkungan tanah tanaman; responnya adalah pertumbuhan diferensial menuju potensi air yang lebih tinggi. Tanaman merasakan potensi gradien air di tutup akar dan membungkuk di bagian tengah akar ke arah sinyal itu. Dengan cara ini, tanaman dapat mengidentifikasi ke mana harus pergi untuk mendapatkan air. Stimulus lain seperti gravitasi, tekanan, dan getaran juga membantu pertumbuhan akar koreografi tanaman menuju perolehan air untuk beradaptasi dengan berbagai jumlah air di lingkungan tanah tanaman untuk digunakan dalam metabolisme. Sejauh ini, interaksi antara sinyal belum dipelajari secara mendalam, meninggalkan potensi untuk penelitian di masa depan.
