Kenapa Daun Berubah Warna Dan Berguguran Pada Musim Gugur?

Saat ini di Finlandia dan negara-negara di belahan utara lainnya sedang mengalami musim gugur. Pada musim ini, daun-daun yang tadinya berwarna hijau berubah warna menjadi kuning atau merah dan kecokelatan, kemudian berguguran. Kok bisa ya? Apa yang menyebabkan hal ini terjadi?

Sebenarnya, proses ini tidak berlaku pada semua jenis tumbuhan. Tumbuhan berdaun jarum seperti pohon pinus tidak berubah warnanya sepanjang tahun dan juga tidak menggugurkan daunnya. Sedangkan, tumbuhan yang berdaun lebar, seperti pohon maple dan oaks, pada umumnya berubah warna dan menggugurkan daunnya pada musim gugur.

Jadi, kenapa tumbuhan berdaun lebar berperilaku seperti itu pada musim gugur?

Ada beberapa alasan. Pertama adalah alasan efisiensi. Pada musim panas, daun-daun di pohon berwarna hijau karena kandungan pigmen klorofil-nya yang besar. Klorofil pada daun berfungsi untuk memanen sinar matahari yang kemudian digunakan untuk memproduksi glukosa dan sumber karbohidrat lainnya. Ketika musim panas berakhir dan jumlah sinar matahari semakin sedikit, jumlah energi yang tersedia untuk proses fotosintesis berkurang. Oleh karena itu, tumbuhan tersebut mengurangi produksi klorofilnya dan mendegradasi klorofil yang ada untuk didistribusikan kembali kandungan nutrisi-nya ke bagian lain pohon seperti batang dan akar. Hal ini dilakukan untuk menghemat energi karena proses pembuatan klorofil sendiri membutuhkan energi yang besar. Jadi, kalau tidak diperlukan, buat apa diproduksi, ya kan?

Kemudian, tumbuhan jenis ini sangat rentan terhadap berbagai gangguan seperti hama penyakit, gangguan mekanis, dan perubahan lingkungan ekstrem. Nah, musim gugur adalah masa peralihan dari musim panas ke musim dingin, dimana suhu lingkungan berubah drastis. Oleh karena itu, menggugurkan daun merupakan salah satu cara bagi tumbuhan tersebut untuk mempertahankan diri dari perubahan suhu ekstrem tersebut.

Oya, perlu diketahui, sebenarnya pigmen yang terkandung di daun tidak hanya klorofil saja, tapi ada juga pigmen lain yang berasal dari beberapa kelas senyawa yang berbeda seperti carotenoid (karotena, licopena, xanthophyl) yang berwarna kuning atau oranye, dan flavonoid (flavone, flavonol, dan anthocyanin) yang berwarna oranye atau merah. Pada musim panas, walaupun daun-daun tersebut memiliki berbagai macam pigmen, tapi karena kandungan klorofil-nya sangat besar, warna yang lainnya ‘tertutupi’ sehingga yang terlihat oleh mata kita adalah warna hijau.

Pada musim gugur, ketika produksi klorofil berkurang dan klorofil yang ada didegradasi, maka pigmen lain yang ada pada daun mulai terlihat. Warna kuning terjadi karena adanya kandungan pigmen karotenoid pada daun. Kemudian, seiring dengan berubahnya suhu, pigmen karotenoid pun berkurang dan pigmen warna merah yang disebabkan oleh antosianin akan terlihat. Ketika semua pigmen tersebut sudah terdegradasi, daun akan menjadi berwarna cokelat yang disebabkan karena pigmen tanin yang tersisa. Karena daun tersebut tidak berguna lagi bagi pohon, maka secara alami, pohon akan membuang bagian yang tidak diperlukan tersebut. Oleh karenanya, daun-daun pun berguguran.

Oya, ketika tangkai daun yang mati tersebut terlepas dari batang pohon, bagian batang tersebut akan terbuka ke lingkungan. Artinya, pohon tersebut jadi rentan terhadap serangan hama dan penyakit. Tapi ternyata pohon-pohon tersebut telah memiliki mekanisme tersendiri untuk mencegah hal itu terjadi. Caranya adalah dengan mengeluarkan sejenis zat pemisah sebelum daun berguguran. Zat ini melapisi dan memisahkan tangkai daun dengan batang pohon sehingga aliran nutrisi ke daun terputus  dan serangan hama dan penyakit lainnya juga dapat dihindari.

Artikel ini adalah adalah hasil kerja sama antara SainsPOP dengan Perhimpunan Pelajar Indonesia (PPI) Finlandia. Nara sumber artikel ini adalah Pak Mukrimin (Mahasiswa S3 jurusan Forest Sciences, Universitas Helsinki; Dosen Fakultas Kehutanan, Universitas Hasanudin, Makasar) dan Mba Margaretta Christita (mahasiswa S3 jurusan Plant Biology, University of Helsinki; Badan Penelitian dan Pengembangan Lingkungan Hidup dan Kehutanan, Manado).  

Referensi:

1. Merzlyak, Mark N., and Anatoly Gitelson. “Why and what for the leaves are yellow in autumn? On the interpretation of optical spectra of senescing leaves (Acerplatanoides L.).” Journal of Plant Physiology 145.3 (1995): 315-320.
2. Feild, Taylor S., David W. Lee, and N. Michele Holbrook. “Why leaves turn red in autumn. The role of anthocyanins in senescing leaves of red-osier dogwood.” Plant Physiology127.2 (2001): 566-574.
3. Keskitalo, Johanna, et al. “A cellular timetable of autumn senescence.” Plant Physiology 139.4 (2005): 1635-1648.