Perubahan Iklim dan Epigenetik

ANCAMAN perubahan iklim global semakin nyata. Perubahan iklim mengacu pada perubahan suhu dan pola cuaca dalam jangka panjang.

Iklim dapat berubah secara alami. Namun sejak abad 19, diperkirakan aktivitas manusia telah menjadi faktor utama perubahan iklim dunia, terutama dengan pemakaian bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak, dan gas alam yang dapat menghasilkan gas rumah kaca.

Gas yang dihasilkan ini akan memerangkap panas sehingga menimbulkan efek yang dinamakan pemanasan global.

Menurut laporan IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change atau Panel Antarpemerintah Tentang Perubahan Iklim), terjadi peningkatan suhu Bumi sekitar 0,74°C ±0,18°C dalam rata-rata 100 tahun terakhir, sehingga memicu adanya perubahan iklim dunia.

Baca juga: Mitigasi Dampak Perubahan Iklim, Kementerian ESDM Akselerasi Transisi Energi

Secara umum, pemanasan global akan berdampak negatif pada berbagai bidang termasuk salah satunya aktivitas pertanian. Pemanasan global diprediksi akan berdampak pada semakin tinggi cekaman (stres) lingkungan dan meningkatnya jumlah lahan pertanian kurang optimal di Indonesia.

Akhirnya, hal itu akan berdampak signifikan terhadap turunnya produktivitas pertanian nasional. Indonesia sebagai negara kepulauan yang beriklim tropis diprediksi mengalami peningkatan signifikan cekaman lingkungan akibat pemanasan global, seperti suhu tinggi, kekeringan, banjir, dan cekaman peningkatan kadar garam (salinintas).

Suhu tinggi dan kekeringan dapat memberikan dampak buruk bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman budidaya. Selain itu, perubahan iklim menimbulkan bencana banjir di beberapa tempat sehingga petani gagal panen akibat sawahnya terendam banjir dari curah hujan yang tinggi atau akibat banjir rob.

Kondisi demikian akan memperburuk dan menyumbang terjadinya kemiskinan, kelaparan, gizi buruk, dan stunting di sejumlah wilayah Indonesia. Kerawanan pangan menjadi bencana yang menakutkan akibat dampak perubahan iklim ini.

Adaptasi molekuler

Perubahan iklim mendorong semua organisme atau makhluk hidup melakukan proses adaptasi agar dapat menyesuaikan terhadap perubahan lingkungan yang ada. Secara alami, proses adaptasi ini merupakan bagian dari seleksi alam terhadap kehidupan yang ada di Bumi.

Tanaman juga akan melakukan proses adaptasi mulai dari tingkat paling kecil, yaitu tingkatan molekuler. Pada tingkatan molekuler ini, mekanisme adaptasi dapat berupa respon ekspresi dari suatu gen pengendali cekaman akibat perubahan iklim, misalnya peningkatan suhu atau perendaman air akibat banjir. Respons ekspresi gen akan berubah yaitu meningkat atau menurun.

Mekanisme molekuler cekaman abiotik seperti peningkatan suhu diprediksi mengontrol dan memicu aktivitas gen spesifik yang berhubungan dengan cekaman tanaman. Gen tertentu akan berpartisipasi dalam kontrol transkripsi, radikal bebas dan kendali senyawa beracun, pensinyalan membran sel, dan respon perlindungan molekuler akibat cekaman.

Baca juga: Bengkel Molekuler Antar Tiga Ilmuwan Meraih Nobel Kimia

Salah satu contoh gen spesifik yang terinduksi oleh cekaman peningkatan suhu yaitu dari kelompok gen HSP (heat shock protein). Pada suatu studi ditemukan, gen HSP akan meningkat ekspresinya pada tanaman yang memiliki genotipe toleran cekaman suhu tinggi dibandingkan dengan tanaman genotipe rentan terhadap suhu tinggi.

Hal itu akan mendorong tanaman tersebut beradaptasi sehingga mampu bertahan hidup walaupun terjadi cekaman lingkungan.

Dalam proses metabolisme tanaman, peningkatan suhu akan berdampak antara lain berkurangnya laju fotosintesis dan aktivitas respirasi sel yang mengarah ke siklus hidup yang lebih pendek dan tanaman berkurang produktivitasnya.

Cekaman suhu tinggi dan kekeringan dapat memodifikasi akumulasi pati, sintesis sukrosa, dan proses metabolisme lainnya. Respon awal adaptasi dari tekanan suhu tinggi pada tanaman antara lain penurunan aktivitas enzim, perubahan struktural protein kompleks, serta perubahan struktur kloroplas tempat berlangsungnya proses fotosintesis.