Skip to content Skip to sidebar Skip to footer

Tumbuhan Karnivora Menghasilkan Medan Magnet

Penelitian dari Johannes Gutenberg Universitaet Mainz tentang Penangkap lalat Venus (Dionaea muscipula), tumbuhan karnivora yang membungkus mangsanya dengan menggunakan daun yang dimodifikasi sebagai perangkap. Selama proses penyergapan mangsa tersebut, sinyal listrik yang disebut potensial aksi memicu penutupan lobus daun. Tim ilmuwan interdisipliner menunjukkan bahwa sinyal listrik ini menghasilkan medan magnet yang dapat diukur.

Bisa dibilang penyelidikan itu seperti melakukan pemindaian MRI pada manusia, "kata fisikawan Anne Fabricant." Masalahnya adalah sinyal magnetis pada tumbuhan sangat lemah, yang menjelaskan mengapa sangat sulit untuk mengukurnya dengan bantuan teknologi lama. "

Sinyal Magnetis Penangkap lalat Venus

Kita tahu bahwa di dalam otak manusia, perubahan tegangan di wilayah tertentu diakibatkan oleh aktivitas listrik bersama yang berjalan melalui sel saraf dalam bentuk potensial aksi. Teknik seperti electroencephalography (EEG), magnetoencephalography (MEG), dan magnetic resonance imaging (MRI) dapat digunakan untuk merekam aktivitas ini dan mendiagnosis gangguan noninvasif. Ketika tanaman dirangsang, mereka juga menghasilkan sinyal listrik, yang dapat berjalan melalui jaringan seluler yang serupa dengan sistem saraf manusia dan hewan.

Tim peneliti interdisipliner dari Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), Helmholtz Institute Mainz (HIM), Biocenter of Julius-Maximilians-Universität of Würzburg (JMU), dan Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) di Berlin, nasional Jerman Lembaga meteorologi, kini telah mendemonstrasikan bahwa aktivitas kelistrikan di penangkap lalat Venus juga berhubungan dengan sinyal magnet. "Kami telah mampu menunjukkan bahwa potensi aksi dalam sistem pabrik multiseluler menghasilkan medan magnet yang terukur, sesuatu yang belum pernah dikonfirmasi sebelumnya," kata Anne Fabricant, kandidat doktoral dalam kelompok penelitian Profesor Dmitry Budker di JGU dan HIM.

Perangkap Dionaea muskipula terdiri dari daun bilobed yang menjebak dengan rambut sensitif, yang jika disentuh akan memicu potensi aksi yang bergerak melalui seluruh perangkap. Setelah dua rangsangan berturut-turut, jebakan menutup dan mangsa serangga potensial terkunci di dalam dan kemudian dicerna. Menariknya, trap dialiri listrik dalam berbagai cara: selain pengaruh mekanis seperti sentuhan atau cedera, energi osmotik, misalnya beban air asin, dan energi termal dalam bentuk panas atau dingin juga dapat memicu potensial aksi. Untuk studi ini, tim peneliti menggunakan stimulasi panas untuk menginduksi potensial aksi, sehingga menghilangkan faktor-faktor yang berpotensi mengganggu seperti kebisingan latar belakang mekanis dalam pengukuran magnetik mereka.

Biomagnetisme, sinyal magnetik dari organisme hidup

Sementara biomagnetisme telah diteliti dengan relatif baik pada manusia dan hewan, sejauh ini sangat sedikit penelitian setara yang telah dilakukan di kerajaan tumbuhan, hanya menggunakan magnetometer superkonduktor-kuantum-interferensi-perangkat (SQUID), instrumen besar yang harus didinginkan hingga suhu kriogenik. Untuk percobaan saat ini, tim peneliti menggunakan magnetometer atom untuk mengukur sinyal magnetis penangkap lalat Venus. Sensor adalah sel kaca yang diisi dengan uap atom alkali, yang bereaksi terhadap perubahan kecil di lingkungan medan magnet lokal. Magnetometer yang dipompa secara optik ini lebih menarik untuk aplikasi biologis karena tidak memerlukan pendinginan kriogenik dan juga dapat dibuat mini.

Para peneliti mendeteksi sinyal magnetis dengan amplitudo hingga 0,5 picotesla dari penangkap lalat Venus, yang jutaan kali lebih lemah dari medan magnet Bumi. "Besarnya sinyal yang direkam mirip dengan apa yang diamati selama pengukuran permukaan impuls saraf pada hewan," jelas Anne Fabricant. Fisikawan JGU bertujuan untuk mengukur sinyal yang lebih kecil dari spesies tumbuhan lain.

Di masa depan, teknologi non-invasif tersebut berpotensi digunakan di bidang pertanian untuk diagnostik tanaman-tanaman, dengan mendeteksi respons elektromagnetik terhadap perubahan suhu yang tiba-tiba, hama, atau pengaruh kimiawi tanpa harus merusak tanaman menggunakan elektroda.

Hasil penelitiannya telah dipublikasikan di Scientific Reports. Proyek ini menerima dukungan finansial dari German Research Foundation (DFG), Carl Zeiss Foundation, dan Kementerian Pendidikan dan Riset Federal Jerman (BMBF).

Jurnal Referensi:
  • Anne Fabricant, Geoffrey Z. Iwata, Lykourgos Bougas, Katharina Rolfs, Sönke Scherzer, Anna Jodko-Władzińska, Jens Voigt, Rainer Hedrich, Dmitry Budker. 2021. Action potentials induce biomagnetic fields in carnivorous Venus flytrap plants. Scientific Reports, 2021; 11 (1) DOI: 10.1038/s41598-021-81114-w



Post a Comment for "Tumbuhan Karnivora Menghasilkan Medan Magnet"