Pernahkah kamu berpikir bagaimana tanaman bisa menyerap karbon dioksida untuk fotosintesis tanpa kehilangan terlalu banyak air? Rahasianya ada pada stomata, yaitu pori-pori kecil di permukaan daun yang bekerja seperti pintu untuk mengatur pertukaran gas dan penguapan air.
Gambar 1. Proses transpor ion dan pensinyalan yang mengendalikan pembukaan stomata serta penutupan stomata yang diinduksi oleh ABA, (Zhang et al. 2026; DOI:10.1016/j.tplants.2026.09.008).
A. Stomata, pintu kecil yang sangat penting
Stomata memiliki dua sel penjaga yang mengatur kapan pori-pori terbuka dan tertutup. Proses ini dikendalikan oleh perpindahan ion, aliran air, dan tekanan di dalam sel. Ketika stomata terbuka, karbon dioksida dapat masuk untuk mendukung fotosintesis. Namun, air juga dapat keluar melalui proses transpirasi.
B. Bagaimana stomata bisa terbuka?
Saat kondisi lingkungan mendukung, pompa proton pada sel penjaga mengeluarkan ion hidrogen (H⁺). Perubahan ini membantu ion kalium (K⁺) masuk ke dalam sel melalui saluran khusus.
Ion lain, seperti klorida (Cl⁻), nitrat (NO₃⁻), dan malat, turut membantu menjaga keseimbangan muatan listrik. Penumpukan zat terlarut tersebut menarik air masuk ke dalam sel penjaga.
Akibatnya, sel membesar dan tekanan di dalamnya meningkat. Sel penjaga kemudian melengkung sehingga pori-pori stomata terbuka. Daun pun dapat menyerap karbon dioksida yang dibutuhkan untuk fotosintesis.
C. Apa yang terjadi ketika tanaman kekurangan air?
Saat tanah mengering atau udara sangat panas dan kering, tanaman perlu mengurangi kehilangan air. Salah satu responsnya adalah meningkatkan sinyal hormon asam absisat (ABA).
Hormon ini mengaktifkan rangkaian sinyal di dalam sel penjaga, termasuk jalur PYR/PYL–PP2C–SnRK2.6/OST1, yang dibantu oleh sinyal kalsium (Ca²⁺) dan molekul oksigen reaktif (ROS).
Sinyal tersebut mengaktifkan saluran ion yang memungkinkan ion negatif keluar dari sel. Ion kalium kemudian ikut keluar melalui saluran khusus. Ketika konsentrasi zat terlarut menurun, air bergerak keluar mengikuti perubahan keseimbangan osmotik.
Sel penjaga kehilangan tekanan dan volumenya berkurang, sehingga stomata menutup. Mekanisme ini membantu tanaman menghemat air ketika menghadapi kekeringan.
D. Bukan hanya air yang mengatur stomata
Pembukaan dan penutupan stomata juga dipengaruhi oleh cahaya, kadar karbon dioksida, kelembapan udara, suhu, salinitas, dan sinyal dari patogen. Semua faktor tersebut saling berinteraksi dan menentukan respons tanaman sesuai kondisi lingkungannya.
E. Mengapa mekanisme ini penting bagi pertanian?
Kemampuan tanaman mengatur stomata sangat berpengaruh terhadap keseimbangan antara fotosintesis dan penggunaan air. Stomata yang terbuka memungkinkan tanaman memperoleh karbon dioksida, sedangkan penutupan stomata membantu membatasi kehilangan air.
Memahami mekanisme ini dapat mendukung pengembangan varietas tanaman yang lebih efisien menggunakan air dan lebih mampu menghadapi kekeringan. Namun, respons terbaik tetap bergantung pada jenis tanaman, kondisi lingkungan, dan kebutuhan pertumbuhannya.
Intinya: stomata bukan sekadar pori-pori kecil pada daun. Di balik pergerakannya, terdapat sistem pengaturan ion dan air yang membantu tanaman tetap tumbuh sekaligus bertahan menghadapi perubahan lingkungan.
Sumber: Zhang et al. (2026). Trends in Plant Science. DOI: 10.1016/j.tplants.2026.09.008.