Pilea peperomioides atau Chinese money plant (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Daun tumbuhan biasanya tampak organik dan tidak beraturan. Pola urat di dalamnya bercabang secara alami, terbentuk dari proses pertumbuhan yang terlihat acak. Namun ternyata, hal berbeda ditemukan pada Pilea peperomioides atau Chinese money plant.
Penelitian terbaru mengungkap bahwa pola urat daun tanaman hias populer ini sama sekali tidak acak. Para ilmuwan menemukan bahwa daun Chinese money plant membentuk pola geometris sempurna menggunakan sistem matematika yang dikenal sebagai “algoritma alam.”
Dikutip dari Earth, studi tersebut dilakukan oleh tim peneliti dari Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) dan dipublikasikan dalam jurnal ilmiah Nature Communications.
Para peneliti memetakan urat daun dan pori-pori pada puluhan daun Chinese money plant. Hasilnya menunjukkan bahwa jaringan urat daun membentuk pola yang disebut Voronoi diagram.
Voronoi diagram adalah pola geometris yang membagi ruang menjadi beberapa wilayah berdasarkan titik pusat tertentu. Sistem ini biasa digunakan dalam perencanaan kota, seperti pembagian wilayah sekolah atau layanan publik.
Dalam daun Chinese money plant, pola tersebut terbentuk di sekitar pori-pori kecil bernama hydathodes.
Penulis utama penelitian ini adalah Cici Zheng, mantan mahasiswa pascasarjana CSHL yang kini bekerja di Allen Institute, bersama Saket Navlakha, profesor asosiasi yang meneliti bagaimana organisme menggunakan algoritma untuk memecahkan masalah biologis.
Mereka juga bekerja sama dengan Przemysław Prusinkiewicz dari University of Calgary yang telah lama meneliti pembentukan urat daun pada tumbuhan.
Tim peneliti menganalisis 34 daun dari enam tanaman berbeda. Sekitar 73 persen poligon tertutup yang dibentuk urat daun utama ternyata memiliki tepat satu pori di bagian tengahnya. Menurut peneliti, tingkat presisi geometris tersebut terlalu sempurna untuk dianggap kebetulan.
Daun Chinese money plant memiliki bentuk hampir melingkar dengan urat daun yang saling terhubung membentuk lingkaran tertutup. Struktur itu membantu mengalirkan air dan nutrisi ke seluruh bagian daun.
Di seluruh permukaan daun terdapat hydathodes, yaitu pori-pori kecil yang berfungsi melepaskan kelebihan air, menjaga keseimbangan cairan daun, sekaligus membantu melawan bakteri.
Dalam sistem Voronoi, setiap wilayah memiliki satu titik pusat, dan semua area di dalam wilayah tersebut lebih dekat ke titik pusatnya dibandingkan titik lainnya.
Pola serupa sebenarnya pernah ditemukan di alam, seperti pada corak kulit jerapah atau sayap capung. Namun menurut para ilmuwan, baru Chinese money plant yang memperlihatkan pusat pola dan garis pembatasnya secara jelas sekaligus sesuai dengan perhitungan matematika.
Pada tanaman ini, setiap hydathode berada hampir tepat di tengah poligon, sementara urat daun utama menjadi garis pemisah antarwilayah.
Para peneliti melakukan tiga pengujian berbeda untuk memastikan pola tersebut benar-benar mengikuti diagram Voronoi.
Salah satu pengujian membandingkan sudut dan jarak antarpoligon. Pengujian lain memeriksa apakah urat daun asli sesuai dengan garis yang diprediksi diagram Voronoi.
Hasilnya sangat akurat. Penyimpangan sudut urat daun hanya sekitar delapan derajat secara rata-rata, sementara tingkat kecocokan wilayah mencapai 72 persen.
Padahal pola itu terbentuk pada permukaan hidup yang tumbuh secara alami tanpa “instruksi” matematis eksplisit.
Untuk mengetahui apakah pola tersebut bersifat tetap atau fleksibel, tim peneliti menumbuhkan tanaman dalam berbagai kondisi ekstrem, mulai dari tempat teduh, cahaya sangat terang, hingga suhu panas tinggi.
Hasilnya, ukuran dan bentuk daun berubah-ubah. Ada daun yang menjadi lebih kecil, lebih pucat, atau lebih keriput. Ukuran hydathodes juga ikut berubah. Namun menariknya, pola Voronoi tetap bertahan.
Temuan ini menunjukkan bahwa pola tersebut bukan sekadar cetak biru genetik tetap, melainkan terbentuk secara dinamis saat daun tumbuh melalui interaksi lokal antar sel tumbuhan.
Berbeda dengan manusia, tumbuhan tidak memiliki otak dan tentu tidak bisa mengukur jarak menggunakan alat.
“Tidak seperti manusia, tanaman tidak dapat secara eksplisit mengukur jarak. Sebaliknya, mereka mengandalkan interaksi biologis lokal untuk mencapai solusi Voronoi yang sama,” jelas Zheng.
Peneliti menduga proses tersebut melibatkan hormon tumbuhan bernama auxin yang mengatur pertumbuhan.
Dalam teori lama yang disebut canalization, auxin mengalir membentuk jalur sempit yang kemudian berkembang menjadi urat daun. Namun teori itu lebih cocok menjelaskan pola bercabang, bukan pola lingkaran tertutup seperti pada Chinese money plant.
Model baru menunjukkan setiap hydathode bertindak sebagai sumber auxin. Hormon tersebut menyebar seperti gelombang ke seluruh daun. Ketika dua gelombang bertemu, terbentuk garis batas di tengah-tengahnya, dan di situlah urat daun muncul.
Simulasi komputer menunjukkan hasil yang sangat mirip dengan daun asli. Pengujian laboratorium juga menemukan protein pembawa auxin berkumpul di sekitar hydathodes sesuai prediksi model tersebut.
Hingga kini, belum pernah ada dokumentasi pola Voronoi sejati di alam dengan pusat dan batas fungsional yang terlihat jelas secara bersamaan. Chinese money plant menjadi contoh pertama yang berhasil dibuktikan ilmuwan.
Penemuan ini membuka kemungkinan baru dalam penelitian biologi tumbuhan, terutama untuk memahami bagaimana urat daun terbentuk pada berbagai spesies tanaman berbunga.
“Selama puluhan tahun, pertanyaan tentang bagaimana urat daun retikulat terbentuk masih belum terjawab, dan akhirnya sekarang kami memiliki jawaban yang masuk akal,” kata Prusinkiewicz.
Tim peneliti berencana menguji model tersebut pada spesies tumbuhan lain di masa mendatang.
Bagi banyak orang, Chinese money plant mungkin hanya tanaman hias biasa di sudut jendela rumah. Namun diam-diam, setiap daunnya ternyata menyimpan matematika rumit yang bekerja sempurna setiap hari. (*)
Selasa, 19/05/2026 13:31 WIB
