Pada suatu pagi di tahun 1985, dua peneliti berjalan kaki ke sepetak hutan hujan Kolombia yang dikelilingi perkebunan kopi. Tugas mereka adalah mengidentifikasi semua epifit—tanaman yang tumbuh pada tanaman lain—di kanopi hutan.
Ketika Jan Wolf, seorang ahli botani yang kini bekerja di Universitas Amsterdam, mengukur lingkar batang pohon dari tanah, asisten lapangan sukarelawan Jan Klomp, seorang ekonom terlatih, memasang sabuk pengaman dan memanjat pohon yang tinggi. Dari tempat bertenggernya yang tinggi, Klomp berseru untuk mengatakan bahwa ia telah menemukan sesuatu yang lebih familiar di Belanda daripada di hutan hujan: tulip. Bingung, Wolf menyisir lantai hutan untuk mencari bunga-bunga yang gugur.
“Saya menemukan buah kayu besar dengan beberapa sisa biji merah yang jelas-jelas milik Magnoliaceae, yang bunganya mungkin menyerupai tulip bagi orang yang bukan ahli botani,” tulis Wolf kemudian.
Benih-benih tersebut berasal dari spesies pohon magnolia yang sebelumnya tidak teridentifikasi , yang kini dinamai Magnolia wolfii . Wolf berharap orang lain akan menemukan lebih banyak spesies yang sama. Namun, dalam 40 tahun sejak ia dan Klomp menemukan spesies tersebut, hanya enam pohon dewasa yang ditemukan, dan M. wolfii dianggap sangat terancam punah. Sekitar setengah dari sekitar 300 spesies magnolia lain yang diketahui juga terancam punah.
Para ilmuwan kini tengah berjuang untuk meningkatkan peluang kelangsungan hidup tanaman tersebut. Ribuan kilometer di barat laut hutan hujan Kolombia, ahli kriobiologi Raquel Folgado dari Kebun Raya Huntington di San Marino, California, telah menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk menemukan cara membekukan magnolia menggunakan teknik yang disebut kriopreservasi. Harapannya, jika magnolia punah, tanaman yang dikriopreservasi dapat dicairkan dan tumbuh kembali di alam liar.
Kriopreservasi merupakan alternatif penyimpanan benih di fasilitas yang dikenal sebagai bank benih . Tidak semua tanaman, termasuk magnolia, cocok untuk pengawetan semacam itu, baik karena kekurangan benih atau karena benihnya tidak tahan terhadap penyimpanan konvensional. Menurut beberapa perkiraan, lebih dari sepertiga tanaman yang terancam punah termasuk dalam kategori kedua. Namun hingga saat ini, baru sekitar 1 persen tanaman yang tidak cocok untuk bank benih telah dikriopreservasi . Tantangan dalam peningkatan skala usaha meliputi spesies yang membutuhkan resep pembekuan dalam yang dirancang khusus dan biaya awal yang tinggi.
Kebutuhannya mendesak, kata Folgado. “Kriopreservasi memberi kita kemungkinan untuk menyimpan tanaman … sampai kita membutuhkannya kembali. Itu bisa dalam satu tahun, dua tahun, 50 tahun, atau seratus tahun.”
Namun, beberapa pakar memperingatkan bahwa waktu dan sumber daya yang dihabiskan untuk perbankan hayati mengalihkan perhatian dari upaya pelestarian dan pemulihan ekosistem secara keseluruhan. Sebagaimana Kapten Amerika yang telah mencair harus hidup di dunia yang sangat berbeda dari dunia yang ditinggalkannya, tanaman yang dikriopreservasi mungkin tidak cocok untuk lingkungan di masa depan — tanaman tersebut mungkin hanya akan bertahan hidup jika habitatnya juga demikian.
“Apa yang membawa kita ke situasi di mana satu-satunya solusi kita adalah melucuti sesuatu dari semua konteksnya, menyimpannya di dalam freezer, dan berharap yang terbaik?” tanya Hannah Landecker, sosiolog dan sejarawan ilmu hayati di UCLA. “Tidak ada penangguhan waktu.”
Sejarah singkat konservasi tanaman
Dalam bukunya yang terbit tahun 1703, Nova Plantarum Americanarum Genera , Charles Plumier, seorang biarawan Prancis dan ahli botani untuk istana Raja Louis XIV, menggambarkan secara detail bunga, biji, dan buah tanaman di Pulau Martinique di Karibia. Plumier menamai tanaman itu “magnolia” berdasarkan Pierre Magnol, seorang ahli botani Prancis yang terkenal karena mengelompokkan tanaman secara sistematis ke dalam famili.
Catatan Plumier merupakan salah satu referensi rinci pertama tentang magnolia di Eropa. Seiring para penjelajah membawa pulang pohon-pohon tersebut, magnolia menjadi tanaman utama di kebun raya Eropa. Batas-batas kebun yang terawat rapi ini menunjukkan bahwa tanaman dapat tumbuh, dan bahkan berkembang biak, jauh dari rumah.
Kebun-kebun ini awalnya tidak banyak berhubungan dengan konservasi, kata Xan Chacko, seorang sarjana studi sains feminis di Brown University di Providence, Rhode Island, dan pakar sejarah konservasi keanekaragaman hayati. Tujuannya justru untuk melestarikan cita rasa rempah-rempah yang dipetik dari daerah terpencil atau membudidayakan tanaman liar, seperti magnolia, agar lebih indah.
Konservasi tanaman menjadi semakin penting di abad ke-20. Bank benih pertama, sebuah tempat penyimpanan varietas tanaman liar yang berkaitan dengan tanaman pangan, muncul di Uni Soviet pada tahun 1920-an. Upaya penyimpanan benih semakin intensif dengan Revolusi Hijau di pertengahan abad ke-20, ketika para petani semakin beralih ke tanaman tunggal berproduksi tinggi. Dengan monokultur yang membahayakan varietas tanaman liar, para ilmuwan berlomba-lomba mengumpulkan benih tanaman asli.
Sebelum tahun 1970-an, sebagian besar bank benih menyimpan benih pada suhu ruangan , tulis sosiolog Leon Wolff dari Universitas Marburg di Jerman tahun lalu di BioSocieties . Namun, kemajuan teknologi pendinginan memungkinkan bank benih untuk menyimpan benih tepat di bawah titik beku, sehingga memperpanjang masa simpannya. Bank benih memberi para ilmuwan kemampuan untuk mengeluarkan benih dari penyimpanan dingin untuk ditanam di ladang; mereka juga dapat melakukan hibridisasi tanaman dengan berbagai cara untuk meningkatkan keanekaragaman hayati genetik dan kemampuan tanaman untuk bertahan terhadap perubahan kondisi iklim atau wabah penyakit.
“Idenya adalah Anda menyimpan kemungkinan untuk berkembang biak,” kata Wolff.
Kemungkinan-kemungkinan tersebut, misalnya, menginspirasi sebuah komite yang terdiri dari para pemulia jagung, ahli genetika, ahli botani, dan administrator untuk menjelajahi Amerika Latin pada tahun 1950-an dan mengumpulkan ribuan benih jagung untuk disimpan di bank-bank yang jauh. Kini, bank benih menjadi pilar konservasi tanaman, dan tanaman pangan tetap menjadi fokusnya. Tokoh utama gerakan ini adalah Svalbard Global Seed Vault di Norwegia, yang menyimpan lebih dari 1,3 juta benih dari hampir 6.300 spesies botani.
Namun, bank benih bukanlah solusi mujarab, kata Wolff. Banyak tanaman kekurangan benih, termasuk spesies yang kehilangannya selama proses domestikasi. Perkiraannya bervariasi, tetapi beberapa menunjukkan sekitar 8 persen tanaman di seluruh dunia memiliki benih “rekalsitran” yang menahan air. Banyak yang terkonsentrasi di daerah tropis. Ketika benih dibekukan, air membeku dan mengembang, membuatnya steril.
Maka, di samping upaya pengembangan bank benih, para ilmuwan mulai bereksperimen dengan kriopreservasi. Upaya tersebut berhasil membekukan dan mencairkan jaringan rami dan wortel pada akhir 1960-an dan awal 1970-an. Namun, kriopreservasi tetap terbatas hingga tahun 1990-an, ketika para ilmuwan menemukan cara untuk memvitrifikasi jaringan tanaman, mendinginkannya cukup cepat untuk mencegah pembentukan es — sebuah proses yang membuat jaringan tersebut dalam keadaan seperti kaca.
Kini, para ilmuwan telah melakukan kriopreservasi terhadap berbagai jenis tanaman, mulai dari apel dan wasabi hingga pakis dan pohon willow. Sebagaimana bank benih, sebagian besar bank kriopreservasi masih berfokus pada pangan. Sebagai contoh, sebuah bank di Belgia menyimpan 1.258 varietas pisang, sebuah bank di Korea Selatan menyimpan 1.158 varietas bawang putih, dan sebuah bank di Peru menyimpan 4.086 varietas kentang.
Di Huntington, Folgado dan timnya telah mempelajari cara membekukan alpukat dalam freezer. Mayoritas alpukat komersial berasal dari satu varietas saja, yang berarti satu hama saja dapat memusnahkan pasokan dunia. Jika itu terjadi, kata Folgado, “kita tidak akan punya guacamole.”
Cara kriopreservasi tanaman
Di awal Maret, pohon magnolia Huntington mekar dengan warna fuchsia, kuning, putih, dan jingga. Bunga-bunga cerah ini menarik kumbang untuk penyerbukan.
Magnolia, salah satu tanaman berbunga paling awal, pernah menyebar di sebagian besar dunia. Namun, Zaman Es memusnahkan magnolia di wilayah utara yang ekstrem, dan jangkauannya menyusut hingga mencakup sebagian besar Amerika Utara bagian timur, Jepang, dan Tiongkok, wilayah-wilayah di mana mereka telah lama dihormati karena keindahan dan khasiat obatnya. Selama berabad-abad, orang-orang di Tiongkok telah menggunakan kulit kayu Magnolia officinalis untuk mengobati berbagai macam penyakit, mulai dari gangguan suasana hati hingga gangguan perut. Menurut cerita rakyat, Presiden Andrew Jackson menanam benih Magnolia grandiflora dari daerah asalnya, Tennessee, di halaman Gedung Putih untuk mengenang mendiang istrinya, Rachel.
Keindahan dan kekayaan sejarahnya mungkin menjadi alasan yang cukup untuk memperjuangkan magnolia. Namun, menyelamatkan tanaman yang tidak dimakan manusia, atau menyelamatkan keanekaragaman hayati demi keanekaragaman hayati itu sendiri , bisa jadi lebih sulit daripada menyelamatkan tanaman pangan.
Pola pikir seperti itu membuat banyak ilmuwan kesal. Tumbuhan penting karena berbagai alasan. Selain makanan, misalnya, hutan hujan dapat menyediakan obat-obatan, bahan baku, dan mitigasi gas rumah kaca karena tumbuhan menyerap karbon dioksida dalam jumlah besar. “Argumen saya adalah bahwa hutan hujan memiliki berbagai macam hal yang sangat penting. Beberapa di antaranya bermanfaat bagi umat manusia. Beberapa lainnya penting untuk kelangsungan kehidupan di Bumi,” kata Chacko.
Kebun raya, dengan koleksi tanaman nonkomersial namun karismatik yang berusia berabad-abad, berada di posisi yang tepat untuk memimpin upaya pelestarian ekosistem liar, kata Folgado. “Jika saya tidak memiliki magnolia di Huntington, saya tidak akan bisa membantu kriopreservasinya.”
Alih-alih bepergian jauh untuk menemukan spesimen, Folgado hanya perlu berjalan sekitar 20 meter di luar gedung penelitiannya dan memotong ranting dari pohon magnolia pendek. Ia bisa kembali ke lab dalam waktu lima menit — begitu cepat sehingga ia tidak perlu khawatir sampelnya terkontaminasi atau teroksidasi.
Di bank benih, menyimpan benih pada suhu sedikit di bawah freezer dapur, sekitar -18° Celsius, memperlambat pergerakan molekuler yang berkaitan dengan penuaan. Namun, suhu dingin ekstrem dari kriopreservasi menghentikan proses penuaan sepenuhnya. Jaringan yang dikriopreservasi, setidaknya dari sudut pandang biologis, tertahan dalam waktu.