Penelitian baru menunjukkan bahwa “jam biologis” tanaman Arktik semakin cepat. Dengan menganalisis DNA lingkungan (eDNA) yang diambil dari udara selama beberapa dekade, para ilmuwan telah menemukan bahwa lumut—sekelompok tumbuhan non-vaskular termasuk lumut—mengubah siklus reproduksinya secara signifikan lebih awal sebagai respons terhadap kenaikan suhu.
Kekuatan DNA di Udara
Secara tradisional, pelacakan pergerakan musiman tanaman memerlukan pengamatan langsung atau pengambilan sampel di lapangan, yang mungkin memerlukan banyak tenaga kerja dan cakupannya terbatas. Namun, para peneliti kini memanfaatkan metode yang lebih efisien: DNA lingkungan (eDNA).
Karena sebagian besar lumut bergantung pada angin untuk menyebarkan spora mereka, partikel mikroskopis ini terbawa ke udara, seperti serbuk sari dari pohon. Dengan menganalisis filter udara, para ilmuwan dapat “membaca” tanda genetik tanaman yang ada di atmosfer pada waktu tertentu. Hal ini memungkinkan mereka untuk merekonstruksi garis waktu resolusi tinggi ketika spesies berbeda secara aktif bereproduksi.
Data Puluhan Tahun: Kapsul Waktu Swedia
Studi ini menggunakan kumpulan data unik dari proyek Keanekaragaman Hayati Swedia dalam Ruang dan Waktu. Para peneliti menganalisis 380 sampel filter udara yang dikumpulkan di stasiun pemantauan di Kiruna, Swedia utara, mulai dari 1974 hingga 2008.
Dengan mengurutkan DNA yang ditemukan dalam filter ini, tim dapat mengidentifikasi 16 genera lumut yang berbeda. Kumpulan data jangka panjang ini memberikan kesempatan langka untuk mengamati bagaimana organisme ini bereaksi terhadap pemanasan lingkungan selama lebih dari tiga dekade. Selama periode ini, suhu rata-rata di Kiruna meningkat sekitar 1,7°C.
Siklus Reproduksi yang Dipercepat
Temuan ini mengungkapkan tren yang mencolok: waktu pelepasan spora bergeser pada awal tahun. Para peneliti mencatat beberapa perubahan penting pada akhir periode penelitian:
- Permulaan Lebih Awal: Sebagian besar kelompok lumut memulai musim sporulasi rata-rata empat minggu lebih awal dibandingkan dekade sebelumnya.
- Pergeseran Titik Tengah: Pertengahan musim reproduksi bertambah empat hingga tujuh minggu.
- Musim yang Diperpanjang: Meskipun tanggal mulainya berpindah lebih awal, tanggal akhir bervariasi menurut spesies, dengan beberapa taksa mengalami masa reproduksi yang jauh lebih lama.
Mengapa ini terjadi?
Pergeseran ini kemungkinan besar disebabkan oleh kombinasi faktor termal dan hidrologi. Temperatur yang lebih hangat memungkinkan tanaman untuk berkembang lebih luas sebelum hibernasi musim dingin, sehingga memberi mereka “permulaan yang lebih baik” di musim semi. Selain itu, mata air yang lebih hangat menyebabkan pencairan salju lebih cepat dan tutupan salju lebih sedikit, sehingga vegetasi terbuka lebih awal dan memungkinkan angin menyebarkan spora lebih cepat.
Lumut vs. Tumbuhan Pembuluh
Mungkin hal yang paling signifikan adalah kecepatan adaptasi ini. Meskipun penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa tumbuhan berpembuluh (seperti tumbuhan berbunga dan pohon) di kawasan Arktik mengalami kemajuan pembungaan sekitar dua hari per dekade, lumut bergerak jauh lebih cepat.
Data menunjukkan bahwa sporulasi lumut meningkat sekitar delapan hari setiap dekade. Hal ini menunjukkan bahwa tanaman non-vaskular mungkin lebih sensitif terhadap—atau lebih cepat bereaksi terhadap—perubahan iklim di wilayah utara.
Pergeseran cepat dalam fenologi (waktu terjadinya peristiwa biologis) menyoroti betapa sensitifnya ekosistem Arktik terhadap fluktuasi suhu yang kecil sekalipun.
Kesimpulan
Studi ini menunjukkan bahwa lumut mengalami perubahan reproduksi yang cepat, sehingga siklus hidupnya jauh lebih cepat dibandingkan tanaman berpembuluh. Percepatan ini berfungsi sebagai indikator penting tentang bagaimana perubahan iklim secara mendasar mengatur ulang waktu kehidupan di ekosistem Arktik.
