RIVERSIDE, California — Seperti yang ada di film Disney, sebuah penelitian menemukan bahwa para pedagang akan bekerja untuk menyelamatkan seluruh gunung. Makhluk kecil ini menggali bakteri dan jamur yang membantu memulihkan kehidupan tumbuhan dan hewan yang hilang di lanskap pegunungan yang hancur. Empat puluh tahun kemudian, eksperimen gopher 24 jam terus membuahkan hasil.
Pada tahun 1980, Gunung St. Helens di Washington meletus, menghancurkan segala sesuatu di sekitarnya. Hanya abu dan puing-puing yang mengelilingi area tersebut. Tidak ada tanda-tanda kehidupan hewan dan tumbuhan kembali, sehingga wilayah tersebut menjadi gurun tandus.
Karena penasaran, para ilmuwan bertanya-tanya apakah penggalian bakteri dan jamur akan membantu pemulihan tanah, membawa tanaman dan, pada akhirnya, hewan kembali ke daerah tersebut. Tentu saja, hal ini memerlukan banyak penggalian, sehingga para ilmuwan beralih ke hewan yang suka menggali.
Penjual akan adalah hewan pengerat kecil yang biasanya menimbulkan masalah saat muncul. Penggalian yang terus-menerus dapat merusak kehidupan tanaman dan menyebabkan erosi tanah. Hewan pengerat kecil ini juga mengunyah segala sesuatu yang terlihat, seperti saluran irigasi dan kabel, sehingga mereka mendapat julukan hama.
“Mereka sering dianggap hama, namun kami pikir mereka akan mengambil tanah tua, memindahkannya ke permukaan, dan di situlah pemulihan akan terjadi,” kata penulis studi Michael Allen, ahli mikrobiologi di University of California-Riverside, di rilis media.
Pada tahun 1983, para ilmuwan menguji teori ini dan terbang dengan helikopter ke lanskap yang hancur akibat lava di Gunung St. Helens. Hanya sekitar selusin tumbuhan yang hidup di lempengan batuan vulkanik. Burung menjatuhkan benih di area tersebut, namun bibit tersebut kesulitan bertahan.
Para ilmuwan melepaskan beberapa pedagang lokal ke dua bidang batuan vulkanik pada hari itu. Mereka berharap makhluk-makhluk ini akan menggali tanah subur yang kaya akan bakteri dan jamur, seperti jamur Mikoriza. Jamur ini memasuki sel akar tanaman dan bertukar nutrisi dengan tanaman. Selain itu, mereka melindungi tanaman dari patogen berbahaya yang bersembunyi di dalam tanah. Keunggulan jamur akan memberikan tanaman sumber daya yang cukup untuk bertahan hidup meski tinggal di daerah tandus dengan sumber daya terbatas.
“Kecuali pada beberapa gulma, tidak mungkin sebagian besar akar tanaman cukup efisien untuk mendapatkan semua nutrisi dan air yang dibutuhkannya sendiri. Jamur mengangkut zat-zat ini ke tanaman dan sebagai gantinya mendapatkan karbon yang mereka perlukan untuk pertumbuhannya,” jelas Allen.
Ternyata para ilmuwan sedang melakukan sesuatu. Enam tahun setelah para pedagang tanah dijatuhkan di daerah terpencil, tanah tersebut mulai tumbuh kembali dengan kehidupan baru. Empat puluh ribu tanaman tumbuh di lahan gopher dibandingkan dengan area yang tidak dijelajahi oleh para gopher, yang tetap kosong dan tak bernyawa.
Namun, bahkan para ilmuwan pun tidak mengharapkan perubahan sebesar itu. Empat puluh tahun setelah percobaan satu hari, Gunung St. Helen kembali kaya akan vegetasi.
“Pada tahun 1980an, kami baru menguji reaksi jangka pendek,” kata Allen. “Siapa yang mengira Anda bisa melakukan gopher dalam sehari dan melihat efek sisanya 40 tahun kemudian?”
Studi saat ini dipublikasikan di jurnal Perbatasan dalam Mikrobioma juga meneliti pentingnya mikroba ini dalam menghidupkan kembali kehidupan di gunung. Salah satu sisi gunung terdapat hutan dimana abu vulkanik menutupi semuanya dengan lapisan jelaga. Debu tersebut memerangkap radiasi matahari, yang menyebabkan jarum pinus, cemara, dan pohon cemara Douglas menjadi terlalu panas dan terjatuh. Pada suatu saat, para ilmuwan mengira hilangnya jarum berarti pohon-pohon pada akhirnya akan mati.
Namun bukan itu masalahnya. Pengamatan lebih dekat terhadap ekosistem hutan menunjukkan bahwa pohon-pohon tersebut juga memiliki jamur mikoriza. Mikroba ini mendaur ulang jarum yang terjatuh dengan menyerap nutrisinya, sehingga membantu mempercepat proses pertumbuhan kembali pohon.
Sementara itu, sisi lain gunung memberikan gambaran berbeda. Sisi hutan ini telah ditebang untuk penebangan, sehingga tidak ada lagi jarum yang bisa dijadikan makanan bagi jamur. Hasilnya? Tidak ada apa-apanya.
“Masih belum banyak tanaman yang tumbuh di area tebang habis,” kata Emma Aronson, ahli mikrobiologi lingkungan di UC Riverside. “Sungguh mengejutkan melihat tanah hutan tua dan membandingkannya dengan area mati.”
Menurut penulis, temuan ini menegaskan kembali bagaimana segala sesuatu di alam memiliki tujuannya, bahkan yang tidak terlihat dengan mata telanjang.
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti fokus pada pemeriksaan komunitas mikroba tanah di dalam kawasan hutan yang terkena dampak letusan Gunung St. Helens tahun 1980. Mereka memilih lokasi penelitian di dua wilayah utama: Bear Meadow dan Pumice Plain. Bear Meadow mencakup bagian hutan tua dan kawasan tebang habis, sedangkan Dataran Pumice merupakan kawasan yang terkena dampak parah dengan plot lupin jangka panjang, beberapa di antaranya dipengaruhi oleh aktivitas gopher.
Sampel tanah dikumpulkan dari setiap lokasi untuk menganalisis komunitas bakteri dan jamur. Teknik molekuler digunakan, termasuk ekstraksi dan pengurutan DNA, untuk mengidentifikasi jenis dan keanekaragaman mikroba yang ada. Pendekatan ini memungkinkan para peneliti untuk memahami komposisi mikroorganisme tanah dalam berbagai kondisi dan sejarah pengelolaan (misalnya, hutan tua vs. hutan yang ditebang habis dan kawasan dengan atau tanpa keberadaan gopher).
Hasil Utama
Studi ini mengungkapkan perbedaan signifikan dalam keanekaragaman mikroba di seluruh sejarah pengelolaan hutan dan lahan yang terkena dampak gopher. Yang mengejutkan, kawasan yang ditebang habis memiliki keanekaragaman bakteri dan jamur yang lebih tinggi dibandingkan hutan tua di Bear Meadow. Di Dataran Pumice, plot dengan riwayat aktivitas gopher menunjukkan keanekaragaman mikroba yang lebih besar dibandingkan wilayah tanpa gopher.
Peran pedagang dalam pencampuran tanah kemungkinan besar membantu memasukkan kembali unsur hara, sehingga menguntungkan keanekaragaman mikroba. Komunitas jamur juga lebih beragam di wilayah yang terkena dampak pedagang kaki lima, hal ini menunjukkan bahwa aktivitas mereka membantu membangun ekosistem yang lebih tangguh dengan meningkatkan komunitas mikroba yang mendukung pertumbuhan tanaman.
Keterbatasan Studi
Pertama, temuan ini didasarkan pada sampel dari lokasi tertentu dan mungkin tidak berlaku untuk semua ekosistem hutan. Desain penelitian ini tidak memungkinkan untuk mengamati perubahan mikroba dari waktu ke waktu, sehingga membatasi kemampuan untuk melacak suksesi secara penuh sejak letusan tahun 1980. Terakhir, meskipun penelitian ini mengidentifikasi perbedaan komunitas mikroba, penelitian ini tidak merinci bagaimana jenis mikroba tertentu secara langsung mempengaruhi pemulihan ekosistem atau membandingkannya dengan wilayah yang tidak terkena dampak aktivitas gunung berapi.
Diskusi & Kesimpulan
Studi ini menyoroti dampak jangka panjang dari pengelolaan hutan dan aktivitas mamalia kecil terhadap komunitas mikroba di lingkungan pasca letusan. Peran unik yang dimainkan oleh pengelolaan hutan dan pencampuran tanah yang dibantu oleh hewan memberikan wawasan tentang bagaimana proses alami mendukung pemulihan ekosistem.
Kehadiran beragam mikroba di daerah yang terkena dampak gopher menunjukkan bahwa aktivitas hewan dapat mempercepat pemulihan dengan meningkatkan kesehatan tanah dan mendukung pertumbuhan kembali tanaman. Temuan-temuan ini dapat membantu menginformasikan praktik pengelolaan hutan di lanskap lain yang terganggu, terutama di wilayah yang terkena dampak bencana alam.
Pendanaan & Pengungkapan
Pendanaan untuk penelitian ini disediakan oleh berbagai sumber, termasuk UC Presidential Postdoctoral Fellowship, Metabolic Studio Research Grant, dan Wildlife Conservation Society's Climate Adaptation Fund. Pendanaan tambahan untuk peneliti tertentu disediakan oleh NSF dan NIH. Para penulis telah menyatakan tidak ada konflik kepentingan dan mengonfirmasi bahwa penelitian tersebut dilakukan secara independen dari afiliasi komersial atau keuangan apa pun.