Tidak ada mawar tanpa duri, kata pepatah lama. Tapi bagi ahli botani, tidak ada mawar dengan duri: Tumbuhan keluaran tajam batang mawar disebut “duri,” dan secara biologis berbeda dengan duri kayu kaku dari tumbuhan lain.
Duri adalah contoh evolusi yang luar biasa. Dalam 400 juta tahun terakhir, tumbuhan telah berevolusi dengan mereka 28 kali berbeda. Mawar tumbuh duri pada batangnya, sedangkan yang lain tumbuh pada daun atau buah mereka. Rumput tumbuh duri kecil di tengkuk bunganya. Solanum atropurpureum, kerabat liar kentang yang tumbuh di Brasil, memiliki duri begitu menjijikkan sehingga mereka mendapat dua julukan menakutkan: “Setan Ungu” dan “Kejahatan.”
Sebuah studi baru yang diterbitkan pada Kamis dalam Science memberikan sedikit penjelasan tentang bagaimana tumbuhan berevolusi membentuk duri dari awal begitu banyak kali: Berulang kali, setiap spesies memanfaatkan satu gen. Penemuan ini membuka kemungkinan untuk mengubah DNA tumbuhan untuk menghilangkan duri mereka, membuat beberapa tumbuhan liar lebih mudah ditanam sebagai tanaman.
Zachary Lippman, seorang ahli genetika tumbuhan di Laboratorium Cold Spring Harbor, penasaran tentang duri saat ia mempelajari sekelompok tanaman yang mencakup kentang, tomat, dan terong. Sementara tanaman itu semua bebas duri, beberapa kerabat liar mereka tertutup oleh pisau kecil. Para petani awal harus telah membiakkan duri keluar dari tanaman liar ketika mereka mulai menggunakannya untuk tanaman.
“Siapa yang ingin membudidayakan terong yang bisa dimakan jika ada duri-duri ini menusuk Anda sepanjang waktu?” dia bertanya.
Hilangnya duri membuat Dr. Lippman dan rekannya ingin tahu bagaimana duri berevolusi pada awalnya. Kemungkinan besar duri muncul di banyak tumbuhan sebagai pertahanan terhadap hewan yang akan memakannya. Tetapi duri bisa memiliki tujuan lain juga. Beberapa tanaman menggunakannya untuk mengait pada permukaan sambil memanjat. Beberapa rumput liar menggunakannya untuk mengait biji mereka pada bulu hewan yang lewat.
Charles Darwin menyadari bahwa sifat yang sama bisa berevolusi berkali-kali dalam sejarah kehidupan — sebuah proses yang dikenal sebagai konvergensi. Kelelawar dan burung, misalnya, keduanya berevolusi sayap untuk terbang. Tapi mereka mengambil jalur evolusi yang berbeda menuju tujuan yang sama: Sayap kelelawar berevolusi sebagai membran yang tumbuh di antara jari-jarinya, sedangkan burung berevolusi sayap yang terbuat dari bulu.
Untuk memahami bagaimana tumbuhan mencapai duri, Dr. Lippman dan rekannya menyilangkan satu varietas terong ternak dengan kerabat liar berduri. Beberapa hibrida memiliki banyak duri, sementara yang lain tidak memiliki.
Membandingkan DNA tanaman, para ilmuwan menemukan bahwa varian tertentu dari gen yang disebut LOG hanya dibawa oleh tanaman dengan duri. Para ahli botani telah lama tahu bahwa gen LOG membantu memproduksi hormon yang memberi sinyal kepada sel-sel tanaman untuk tumbuh. Tapi di terong liar, versi khusus LOG memungkinkan duri tumbuh.
Dr. Lippman menjalankan eksperimen yang sama pada dua jenis terong lainnya, melakukan hibrida mereka dengan kerabat liar mereka. Setiap kali, para peneliti menemukan bahwa