Ilmuwan Menemukan Evolusi Virus Tanaman Melindungi Inangnya, Kok Bisa?

KOMPAS.com- Tidak seperti kebanyakan virus yang setiap evolusi selalu menyebabkan kerugian bagi inangnya. Berbeda dengan virus pada tanaman kubis yang ditemukan sejumlan ilmuwan ini.

Biasanya, virus pada tanaman akan merusak seluruh keluarga tanaman kubis, seperti brokoli dan kembang kol.

Uniknya, ilmuwan Spanyol menemukan evolusi virus justru menguntungkan inangnya di saat krisis.

Dikutip dari Science Alert, Sabtu (6/2/2021), selama periode kekeringan, para peneliti telah menemukan virus mosaik lobak yang dapat beralih dari penghalang pertumbuhan tanaman, justru mengubah jam sirkadian inangnya, sehingga tanaman cenderung kehilangan lebih sedikit air.

Baca juga: Evolusi Virus Bisa Gagalkan Vaksin Covid-19, Ini Cara Menghentikannya

Artinya, saat musim kemarau yang sangat kering, tanaman hanya kehilangan sedikit air karena evolusi yang terjadi pada virus tersebut.

Dalam studi ini, saat spesies gulma liar yang dikenal sebagai selada thale (Arabidopsis thaliana), terinfeksi dengan varian virus tertentu, para ilmuwan justru menemukan 25 persen lebih tanaman ini dapat bertahan hidup setelah pasokan air berkurang.

Kendati demikian, semua itu bergantung pada cuaca.

"Dalam kondisi normal, virus menunjukkan penglihatan klasiknya sebagai patogen dengan membunuh tanaman yang disiram," jelas ahli virologi Santiago Elena Fito, ketua Institute for Integrative Systems Biology (I2SysBio), Spanyol.

Baca juga: Virus Nipah Dibawa Kelelawar Buah, Seperti Apa Gejalanya?

"Namun, tanaman yang terinfeksi yang mengalami kondisi stres akibat kekeringan tetap dapat hidup," imbuh dia.

Uji coba melihat evolusi virus tanaman

Untuk mengetahui bagaimana perubahan tersebut terjadi, para peneliti menginfeksi tanaman yang sehat dengan varian virus yang telah berevolusi di bawah kondisi seperti kekeringan atau tumbuh di bawah curah hujan yang biasa.

Tanaman yang terinfeksi kemudian disiram secara normal, subjek lain diberi perlakukan dengan sedikit air.

Varian virus yang berkembang dalam kondisi normal terus menyebabkan penyakit pada tanaman tersebut.

Baca juga: Varian Baru Virus Corona Terus Bermunculan, Ini 4 Mutasi Virus yang Diketahui

PIXABAY/HANS LINDE Ilustrasi tanaman cabai.

Sedangkan pada varian yang berkembang di bawah kondisi seperti kekeringan, menunjukkan lebih banyak perubahan yang lebih baik, bahkan ketika inangnya terus disiram dengan baik.

Penemuan ini menunjukkan bahwa virus yang berkembang akibat kekeringan entah bagaimana dapat membuat perubahan dalam transkripsi gen inang mereka untuk membantu inangnya bertahan hidup dengan lebih baik.

Faktanya, penulis menemukan tanaman yang terinfeksi varian ini menunjukkan perubahan genetika yang terkait dengan jam sirkadian mereka, yang dapat memengaruhi penggunaan air pada tanaman.

Lingkungan mengubah hubungan virus dan inangnya

Penelitian sebelumnya menunjukkan beberapa virus dapat menyebabkan penyakit pada tanaman budidaya, tetapi tampaknya tidak berdampak pada tanaman liar dengan cara yang sama.

Baca juga: Evolusi Virus Corona pada Kelelawar Terlacak, Ini Penjelasan Ilmuwan

Selanjutnya, para ilmuwan berpikir ini karena hubungan inang virus yang berada pada spektrum dari patogenesis (atau penyakit) ke mutualisme (di mana semua diuntungkan).

Selain itu, kondisi lingkungan tertentu dapat membantu membentuk virus beradaptasi di tempatnya berada.

Pada tahun 2008, para ilmuwan menemukan beberapa virus mosaik yang tampaknya meningkatkan toleransi tanaman terhadap tekanan lingkungan, meningkatkan antioksidan dan perlindungan air.

Penelitian lain yang dilakukan pada tahun 2013 menunjukkan kekeringan dan suhu panas bersama-sama dapat mengubah jalur pensinyalan virus mosaik lobak. Meskipun hal ini dianggap mengurangi respons panas tanaman dan bukan memperbaikinya.

Baca juga: Virus Nipah Wabah Masa Lalu, Ini Fakta Lain Kerabat Virus Corona

Para peneliti mengklaim bahwa studi tersebut adalah yang pertama menunjukkan, kondisi lingkungan dapat secara langsung memengaruhi hubungan virus dengan inangnya.

Berkembang atau berevolusi dari patogenesis menjadi mutualisme dalam satu siklus hidup.

"Telah diamati sebelumnya bahwa virus dapat memberikan toleransi kekeringan kepada inangnya. Tetapi, sepengetahuan kami, ini adalah pertama kalinya dieksplorasi bagaimana tekanan abiotik membentuk evolusi interaksi inang-virus," tulis penulis dalam studi yang telah dipublikasikan dalam jurnal PNAS.

Saat menghadapi ancaman non-biologis, dalam studi tersebut menunjukkan beberapa tanaman dapat menyesuaikan metabolisme dan ekspresi gen mereka, mendorong perubahan yang pada gilirannya dapat memengaruhi hasil infeksi virus.

Virus yang berevolusi pada tanaman di bawah kondisi seperti kekeringan ini pada dasarnya telah belajar untuk tidak menendang inangnya saat mereka jatuh.

Baca juga: Medusavirus, Virus Raksasa yang dapat Mengungkap Evolusi Misterius Sel Manusia

"Data kami menunjukkan bahwa adaptasi virus di bawah kondisi kekeringan menghasilkan perubahan transkriptom yang berbeda pada inang lokalnya," tulis para penulis.

Dengan kata lain, jenis infeksi virus ini dapat mengubah toleransi kekeringan tanaman selada thale, meningkatkan kelangsungan hidup inang dan memastikan kelangsungan hidup virus itu sendiri.

Para ilmuwan mengatakan bahwa mekanisme yang digunakan oleh virus untuk menginduksi toleransi kekeringan pada tumbuhan mungkin tidak universal dan kemungkinan besar berbeda bahkan di dalam spesies.

Kendati demikian, jika kita dapat menemukan cara mengubah infeksi umum ini dari patogen menjadi mitra, itu dapat membantu mempersiapkan tanaman untuk siap menghadapi musim kemarau.

Baca juga: Ilmuwan Ciptakan Penangkal Virus untuk Kurangi Infeksi di Rumah Sakit