Di Death Valley, California, Tidestromia oblongifolia berkembang biak di mana suhu melebihi 120 derajat Fahrenheit. Peneliti dari Michigan State University menemukan bahwa tanaman ini menyesuaikan sistem fotosintesisnya untuk tumbuh lebih cepat di bawah kondisi tersebut. Temuan mereka, yang diterbitkan di Current Biology, dapat membantu mengembangkan tanaman tahan panas di tengah perubahan iklim.
Tidestromia oblongifolia, tanaman asli di Death Valley, California, tidak hanya bertahan tetapi juga berkembang di panas musim panas yang melebihi 120 derajat Fahrenheit. Ilmuwan di Institut Ketahanan Tanaman Universitas Negeri Michigan, yang dipimpin oleh Profesor Yayasan Penelitian Seung Yon "Sue" Rhee dan Spesialis Penelitian Karine Prado, menyelidiki bagaimana spesies ini bertahan di kondisi ekstrem seperti itu.
Studi tersebut, yang diterbitkan di Current Biology, mengungkapkan bahwa T. oblongifolia menyempurnakan sistem fotosintesisnya untuk menahan kerusakan panas, memungkinkan pertumbuhan lebih cepat. Prado mencatat tantangan awal: "Ketika kami pertama kali membawa benih ini kembali ke laboratorium, kami berjuang hanya untuk membuatnya tumbuh. Tapi begitu kami berhasil meniru kondisi Death Valley di ruang pertumbuhan kami, mereka langsung melesat."
Menggunakan ruang pertumbuhan khusus untuk mereplikasi perubahan cahaya dan suhu gurun, tim menemukan bahwa dalam waktu 10 hari saja, T. oblongifolia melipatgandakan biomassa-nya tiga kali lipat, sementara spesies terkait yang tahan panas berhenti tumbuh. Setelah dua hari panas ekstrem, tanaman tersebut memperluas zona kenyamanan fotosintesisnya. Dalam dua minggu, suhu optimal untuk fotosintesis mencapai 45 derajat Celsius (113 derajat Fahrenheit), melebihi tanaman utama mana pun.
Rhee menggambarkannya sebagai "tanaman paling tahan panas yang pernah didokumentasikan". Adaptasi tanaman termasuk mitokondria yang bergerak lebih dekat ke kloroplas untuk efisiensi energi, dan kloroplas yang membentuk kembali menjadi bentuk unik "seperti cangkir" untuk menangkap karbon dioksida dengan lebih baik. Dalam 24 jam paparan panas, ribuan gen mengaktifkan fungsi pelindung, termasuk peningkatan produksi Rubisco activase untuk mempertahankan fotosintesis.
Mekanisme ini menawarkan strategi untuk tanaman seperti gandum, jagung, dan kedelai, yang hasilnya menurun karena kenaikan suhu global yang diharapkan mencapai 5 derajat Celsius pada akhir abad. Rhee menekankan, "T. oblongifolia menunjukkan kepada kami bahwa tanaman memiliki kemampuan untuk beradaptasi dengan suhu ekstrem". Ia menambahkan, "Tanaman gurun telah menghabiskan jutaan tahun menyelesaikan tantangan yang baru kita mulai hadapi".
Penelitian ini mengalihkan fokus dari spesies model seperti Arabidopsis ke tanaman gurun yang tangguh, menggunakan alat seperti genomik dan pencitraan langsung untuk meningkatkan ketahanan pertanian.