Tumbuhan tidak dapat bertahan hidup dalam kegelapan total. Semua tanaman, kecuali beberapa yang hidup pada organisme lain, menggunakan proses yang disebut fotosintesis untuk mendapatkan energi yang mereka butuhkan. Sebagian besar tumbuhan adalah autotrof—mereka makan sendiri dan membutuhkan sinar matahari untuk bertahan hidup. Mereka menghasilkan energi dalam organel khusus di dalam sel mereka yang disebut kloroplas. Pada kebanyakan tumbuhan, kloroplas terkonsentrasi di daun.
Periode kegelapan harian memiliki peran dalam pertumbuhan tanaman, karena semua tanaman memiliki jam biologis seluler disebut ritme sirkadian: Cahaya dan tidak adanya cahaya memicu proses yang berbeda dalam metabolisme tanaman, pertumbuhan dan tingkah laku.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Sebagian besar tanaman bergantung pada cahaya untuk tumbuh; mereka tidak bisa hidup dalam kegelapan total. Namun, siklus dan panjang hari memainkan peran penting dalam pertumbuhan tanaman.
Tumbuhan yang tidak berfotosintesis: Heterotrof
Tumbuhan yang hidup pada organisme lain adalah pengecualian daripada aturan. Tumbuhan ini adalah heterotrof dan tidak memiliki kloroplas. Oleh karena itu, mereka tidak membuat bahan yang mereka butuhkan untuk digunakan dari matahari. Secara teori, ini berarti tanaman ini bisa tumbuh dalam kegelapan total. Mereka sering ditemukan dalam kondisi cahaya rendah seperti yang ditemukan di lantai hutan.
Sebelumnya diperkirakan bahwa beberapa tanaman dapat bertahan hidup dengan materi yang membusuk saja, dan tanaman ini disebut saprofit. Namun, telah ditemukan bahwa semua tanaman ini memiliki hubungan simbiosis atau parasit dengan jamur dan karena itu lebih tepat disebut miko-heterotrof. Pipa India, misalnya, memperoleh energinya dari jamur, yang pada gilirannya memperoleh energinya dari akar pohon. Tumbuhan heterotropik lainnya merupakan parasit langsung pada tumbuhan. Squawroot adalah parasit pada akar pohon ek merah, misalnya.
Meskipun tanaman ini tidak berfotosintesis sendiri, mereka pada akhirnya bergantung pada tanaman yang melakukan fotosintesis untuk semua energinya. Jadi sementara mereka sendiri dapat tumbuh dalam kegelapan, organisme inang penghasil energi mereka tidak bisa.
Tumbuhan Fotosintesis: Autotrof
Sebagian besar spesies di kerajaan tumbuhan menghasilkan bahan bakar yang mereka butuhkan dari matahari dengan masukan mineral dan materi dari udara, tanah dan air. Jumlah sinar matahari yang dibutuhkan tanaman, bagaimanapun, sangat bervariasi.
Tanaman dengan daun lebar yang besar cenderung berasal dari daerah tropis yang hangat dan basah dengan sinar matahari di atas kepala yang stabil dan tidak berfluktuasi sepanjang tahun. Mereka mungkin juga tanaman yang ada di lantai hutan di daerah beriklim sedang di mana mereka menumbuhkan daun besar untuk menangkap radiasi matahari sebanyak mungkin dalam kondisi cahaya rendah.
Tanaman dengan daun kecil cenderung berasal dari bioma yang lebih dingin atau lebih kering. Pohon zona beriklim sedang kehilangan daunnya setiap tahun karena siang hari semakin pendek, sehingga daunnya lebih kecil untuk menghemat energi. Dengan sinar matahari yang melimpah di gurun, "daun" pada kaktus berbentuk jarum yang melindungi air berharga di dalamnya dari konsumen di lingkungan. Kaktus melakukan fotosintesis, tetapi sebagian besar aktivitas ini terjadi di batang, bukan di jarum.
Pada bioma beriklim sedang, jumlah sinar matahari bisa menjadi ekstrem, yang menghasilkan beberapa pola pertumbuhan ekstrem pada tanaman domestik. Meskipun suhunya lebih dingin, Alaska sering menghasilkan labu dan kubis yang memecahkan rekor selama musim tanam yang pendek karena hari-hari matahari tengah malam yang sangat panjang di musim panas.
Metabolisme Tumbuhan dan Irama Sirkadian
Sementara semua tanaman membutuhkan sinar matahari dalam beberapa kapasitas untuk bertahan hidup, mereka memiliki proses metabolisme yang berlanjut dalam kegelapan. Salah satu contoh proses yang tidak bergantung pada cahaya adalah siklus Calvin, di mana karbon ditangkap dan diubah menjadi energi yang tersimpan menggunakan energi yang disimpan dari reaksi fotosintesis lainnya selama hari. Lain adalah respirasi, di mana oksigen dikombinasikan dengan makanan yang disimpan untuk membuatnya dapat digunakan. Tumbuhan biasanya menghasilkan oksigen pada siang hari karena reaksi fotosintesis dan menggunakan oksigen pada malam hari karena respirasi.
Karena ritme sirkadian internal mereka, saat gelap, tanaman mengantisipasi datangnya fajar dan mempersiapkannya di tingkat sel sebelum kloroplas mereka dirangsang oleh cahaya.
Singkatnya, kegelapan memainkan peran penting dalam pertumbuhan tanaman, mempengaruhi distribusi kloroplas, bentuk daun, pola pertumbuhan dan durasi siklus harian.
