Pepaya Jantan Bisa Berbuah, Terutama Saat Stres

tirto.id - Di banyak kebun dan pekarangan, pohon pepaya tumbuh tanpa banyak diperhatikan. Batangnya lurus, daunnya lebar di bagian atas.

Namun, ada satu pemandangan saat sebuah pohon pepaya yang selama bertahun-tahun hanya menghasilkan bunga jantan tiba-tiba memiliki buah.

Bunga jantan biasanya tumbuh berkelompok pada tangkai panjang yang menjuntai. Bunganya menghasilkan serbuk sari, tetapi tidak memiliki organ betina yang berkembang sempurna. Karena itu, pohon jantan normal tidak menghasilkan buah.

Lalu, bagaimana dengan pohon jantan yang tiba-tiba berbuah? Hal itu bisa saja terjadi sebab kelamin pepaya tidak sepenuhnya kaku.

Secara Genetik Memang Memungkinkan

Pepaya (Caricapapaya) memiliki tiga jenis kelamin: jantan, betina, dan hermafrodit. Karena itu, ia disebut trioecious. Ketiganya memiliki perbedaan dasar genetik.

Tanaman betina umumnya memiliki kromosom XX. Tanaman jantan berkromosom XY. Adapun kromosom tanaman hermafrodit adalah XYʰ. Meski berbeda, kromosom Y dan Yʰ memiliki hubungan evolusi yang sangat dekat.

Pada bunga betina, organ betina berkembang sempurna tetapi tidak memiliki benang sari. Sementara itu, bunga hermafrodit memiliki keduanya sehingga dapat melakukan penyerbukan sendiri dan menjadi tipe yang banyak digunakan dalam budidaya komersial.

Penelitian genom yang dilakukan Robert VanBuren dan kolega (2015) menunjukkan, Yʰ pada pepaya budidaya kemungkinan berasal dari kromosom Y pada populasi jantan liar. Populasi itu muncul sekitar 4.000 tahun lalu melalui proses domestikasi di Mesoamerika.

Jadi, jika biji tumbuh menjadi pohon jantan dengan kromosom XY, dasar genetiknya tidak tiba-tiba berubah ketika pohon tersebut dewasa. Pohon itu tetap memiliki kromosom XY.

Namun, ada perbedaan penting antara jenis kelamin secara genetik dan bentuk bunga yang akhirnya tumbuh. Keduanya tidak selalu berjalan dengan kekakuan sama.

Pada bunga jantan normal, calon organ betina mulai terbentuk tetapi kemudian berhenti berkembang. Dalam kondisi tertentu, proses itu dapat berubah arah. Organ betina tersebut melanjutkan pertumbuhan dan berfungsi. Akibatnya, bunga yang secara genetik berasal dari tanaman jantan dapat memiliki organ jantan dan betina sekaligus.

Saat Stres Mengubah Nasib Sebuah Bunga

Lingkungan ikut menentukan perkembangan bunga pepaya. Suhu, ketersediaan air, kondisi nutrisi, dan gangguan fisik pada tanaman, bisa jadi faktor penting. Namun, responsnya tidak selalu sama, bergantung pada jenis tanaman, tingkat tekanan, dan tahap perkembangan bunga.

Suhu menjadi salah satu contoh yang paling jelas. Penelitian oleh Lin dan kolega (2016) menunjukkan, pada fase tertentu perkembangan bunga, suhu rendah dapat membuat calon organ betina pada bunga jantan berkembang lebih jauh.

Sebaliknya, suhu tinggi dapat memberikan efek berbeda pada pepaya hermafrodit. Ketika kondisi terlalu panas, organ betina pada bunga dapat "stres" sehingga gagal berkembang secara normal. Bunga, yang seharusnya menghasilkan buah, akan kehilangan fungsi betinanya dan gugur tanpa menghasilkan buah. Kondisi tersebut dikenal sebagai summer sterility.

Dua fenomena tersebut mengindikasikan bahwa hubungan antara lingkungan dan ekspresi seksual pepaya jauh lebih fleksibel daripada penetapan kaku antara “jantan” atau “betina”.

Faktor lain yang lebih dekat dengan kehidupan sehari-hari adalah pemangkasan, misalnya memotong pucuk atau batang pohon pepaya jantan untuk memicu perubahan pertumbuhan.

Dalam sebuah eksperimen, pemotongan tanaman jantan dapat memicu munculnya bunga berkarakter hermafrodit. Lalu, musim berikutnya akan berbuah.

Namun, belum tepat mengatakan bahwa pemangkasan sederhana pasti akan “mengacaukan hormon” dan otomatis membuat bunga jantan berubah menjadi hermafrodit.

Ketika sebuah pohon pepaya jantan tiba-tiba menghasilkan buah setelah mengalami tekanan, kita tidak perlu membayangkannya sebagai tanaman yang mengambil keputusan “berganti kelamin”. Yang terjadi adalah perubahan perkembangan bunga. Lingkungan mengubah kondisi di dalam tanaman dan, dalam keadaan tertentu, membuat organ betina yang biasanya berhenti berkembang melanjutkan pertumbuhannya.

Bukan Pohonnya yang Berganti Kelamin

Proses "perubahan kelamin" pepaya berlangsung ketika kuncup bunga masih berkembang. Pada tahap tersebut, organ betina yang biasanya berhenti tumbuh pada bunga jantan ternyata masih berpeluang berkembang lebih jauh.

Salah satu petunjuk penting datang dari hormon tumbuhan bernama auksin. Hormon tersebut ikut mengatur pertumbuhan dan pembentukan berbagai organ tanaman, termasuk organ betina pada bunga pepaya.

Untuk membuktikannya, sejumlah peneliti dari Cina pernah membandingkan organ betina yang tidak berkembang pada bunga jantan dan organ betina yang berhasil tumbuh pada bunga yang mengalami sex reversal.

Hasilnya, mereka menemukan perbedaan aktivitas sejumlah gen yang berkaitan dengan kerja dan distribusi auksin. Ketika para peneliti menghambat transport auksin pada bunga jantan menggunakan senyawa NPA, perkembangan organ betina dapat kembali berlangsung sehingga bunga berkembang menjadi jenis hermafrodit.

Meski begitu, mekanismenya tidak sesederhana “auksin tinggi membuat bunga jantan” atau “auksin rendah membuat bunga betina”. Ada tingkat keseimbangan tertentu yang diperlukan agar organ betina dapat berkembang secara normal.

Petunjuk lain datang dari penelitian yang dilakukan Juan Liu dan kolega pada 2021. Mereka membandingkan kuncup bunga pepaya jantan dan betina pada tahap awal, ketika perbedaan bentuknya belum terlihat. Dari 1.734 gen yang aktivitasnya berbeda, sejumlah besar berkaitan dengan pembentukan dan kerja hormon tumbuhan, terutama auksin dan asam absisat atau ABA. Artinya, perbedaan perkembangan seksual bunga mulai terbentuk sejak tahap awal dan melibatkan lebih dari satu jalur pengaturan.

Lin dan kolega (2016), sebagaimana dijelaskan di awal, mencatat bahwa bunga jantan bisa mengalami sex reversal karena suhu rendah. Dengan membaca aktivitas gen pada kedua jenis bunga, mereka menemukan perbedaan pada 1.756 gen. Perubahan tersebut mencakup gen yang berkaitan dengan perkembangan bunga, hormon tumbuhan, dan proses yang mengatur aktivitas gen.

Temuan tersebut membuktikan bahwa perubahan perkembangan seksual tidak hanya berkaitan dengan gen dan hormon yang terlibat, tetapi juga cara aktivitas gen tersebut diatur.

Pada titik ini, istilah epigenetik mulai membantu menjelaskan proses tersebut. Secara sederhana, epigenetik adalah mekanisme yang membantu sel mengatur gen mana yang lebih aktif dan mana yang ditekan, tanpa mengubah urutan DNA. Salah satu petunjuk yang ditemukan dalam penelitian terbitan jurnalTree Genetics & Genomes (2016) itu berkaitan dengan perubahan pada histon H3K9, protein yang membantu mengemas DNA di dalam inti sel.

Namun, bukan berarti seluruh mekanisme sex reversal sudah terpecahkan dan terpahami. Para peneliti hanya memberikan petunjuk bahwa suhu dapat memengaruhi aktivitas gen dan sistem pengaturan di dalam sel secara umum, yang salah satunya berkaitan dengan perkembangan organ betina.