Ukuran dan bentuk daun tanaman sepertinya tak ada habisnya. Ada daun kelapa yang sangat besar seperti kipas, cabang kurus pakis, daun tangan berukuran sedang dari buckeye, dan banyak lagi. Tetapi mengapa daun mengambil bentuk yang beraneka ragam seperti itu telah lama menjadi misteri bagi para ilmuwan.
Peneliti terdahulu menyarankan bahwa ketersediaan air dan risiko overheating menentukan ukuran daun. Tetapi seperti yang dilaporkan Helen Briggs di BBC, sebuah studi baru yang diterbitkan dalam jurnal Science menyarankan ini sedikit lebih rumit.
Gagasan ketersediaan air dan bentuk daun dapat ditelusuri ke ahli botani Denmark abad ke-19 dan awal Eugenius Warming yang berhipotesis bahwa curah hujan tinggi di daerah tropis memungkinkan hal-hal seperti daun palem dan daun pisang tumbuh hingga ukuran yang sangat besar, tulis Ian Wright, penulis pertama studi, untuk The Conversation.
Gagasan itu disempurnakan pada 1960-an dan 1970-an ketika para ilmuwan menemukan bahwa daun besar bisa terlalu panas di musim panas. Untuk mencegah hal ini terjadi, mereka bergantung pada pendinginan transpirasi — padanan daun untuk berkeringat. Model ini membantu menjelaskan mengapa daun tanaman gurun berukuran kecil (mereka tidak mampu "mengeluarkan" air berharga mereka) dan daun tanaman di tempat teduh dan teduh sering tumbuh besar.
Tetapi para peneliti masih belum dapat menjelaskan semuanya dengan memadai, seperti kelimpahan spesies daun besar yang mendominasi di panasnya tropis atau daun kecil tanaman yang hidup di bagian dunia yang lebih dingin.
Untuk memilah kontradiksi ini, tim ilmuwan global menganalisis daun 7.670 tanaman dari garis lintang dan ekosistem di seluruh bumi, menurut siaran pers. Dengan mempertimbangkan rata-rata suhu siang dan malam hari, curah hujan dan kelembaban, para peneliti menemukan serangkaian aturan yang mengatur ukuran maksimum daun.
"Kami datang dengan kerangka kerja baru untuk memodelkan cara daun harus bervariasi dalam suhu mereka, dalam hubungan dengan iklim situs, " kata Wright kepada Briggs. "Apa yang dapat kami tunjukkan adalah mungkin melebihi separuh dunia, batas keseluruhan ukuran daun jauh lebih ditentukan oleh risiko pembekuan di malam hari daripada risiko terlalu panas di siang hari."
Seperti yang dilaporkan Alice Klein dari New Scientist, menghindari pembekuan di malam hari atau terlalu panas di siang hari adalah tindakan penyeimbangan antara dua faktor: jumlah luas permukaan yang dimiliki daun yang dapat digunakan untuk transpirasi (berkeringat) dan ukuran lapisan batasnya, area yang terdiri dari masih udara segera mengelilingi daun yang bertindak sebagai isolasi.
Karena daun besar memiliki lapisan batas isolasi yang lebih tebal, lebih sulit bagi mereka untuk menyerap panas di malam hari, membuatnya lebih rentan terhadap suhu dingin. Lapisan batas juga membuat mereka tidak cocok untuk iklim gurun, di mana isolasi menempatkan mereka pada risiko overheating siang hari. Tetapi daun besar dapat bertahan hidup di daerah tropis karena dengan air yang melimpah mereka dapat memanfaatkan transpirasi untuk mendinginkan.
“Ini pada dasarnya merupakan pertukaran antara berapa banyak panas yang mereka miliki dan berapa banyak air yang mereka miliki untuk mendinginkan diri, ” kata Wright pada Klein. "Pengetahuan baru ini membantu kita untuk memahami aspek mendasar tentang bagaimana pabrik melakukan bisnis."
Pemahaman baru tentang dinamika daun dapat membantu ahli paleontologi merekonstruksi iklim kuno dan ekosistem dari fosil daun. Namun pengetahuan baru ini juga dapat membantu para peneliti memahami bagaimana vegetasi akan berubah ketika perubahan iklim berlangsung dan spesies mana yang rentan terhadap penurunan karena perubahan pola hujan dan suhu, kata ahli biologi konservasi tanaman Andrew Lowe dari University of Adelaide kepada Klein.
Jadi Musim Gugur ini, ketika daun mulai jatuh dari pohon, lihatlah berbagai bentuk dan ukuran. Bahwa keanekaragaman yang mengejutkan terjadi karena suatu alasan.
