Hampir setiap tanaman yang kita makan memiliki bunga, dan tanaman berbunga menyebar di setiap sudut planet ini. Namun banyak pertanyaan yang masih belum terjawab tentang bagaimana dan kapan kelompok yang luas ini muncul dalam sejarah kehidupan di Bumi.
Sekarang, setelah upaya sekuensing DNA yang heroik, sebuah kolaborasi yang melibatkan ratusan ilmuwan telah menciptakan pohon keluarga baru untuk tanaman berbunga. Dengan membandingkan urutan gen dari lebih dari 9.500 spesies – banyak di antaranya spesimen kering yang terjaga di museum – ilmuwan telah menggambarkan titik percabangan penting dalam evolusi kehidupan tanaman berbunga. Dalam sebuah studi yang diterbitkan pada bulan April di jurnal Nature, data yang mereka hadirkan menunjukkan bahwa lebih dari 80 persen dari garis keturunan tanaman berbunga utama berasal dari ledakan tiba-tiba inovasi yang dimulai sekitar 150 juta tahun yang lalu, pada periode Jurasik akhir.
Pohon evolusi tanaman yang dibangun sebelumnya oleh ilmuwan sering menggunakan genom kloroplas, organel yang memungkinkan tanaman melakukan fotosintesis. Genom ini dapat disekuensing dengan metode yang lebih tua. Namun ilmuwan tidak dapat yakin bahwa pola yang ditunjukkan adalah sama dengan apa yang mungkin terungkap oleh genom primer tanaman, yang disimpan dalam inti sel dan lebih sulit untuk dipelajari.
Lima tahun yang lalu, sebuah kolaborasi ilmiah lainnya memublikasikan informasi yang detail tentang genom nuklir lebih dari 1.100 spesies tanaman. Hal ini memungkinkan tim di balik paper Nature untuk merancang alat baru untuk sekuensing gen nuklir dari berbagai tanaman berbunga yang besar, kata William Baker, yang memimpin Inisiatif Pohon Kehidupan Kebun Raya Kew dan merupakan penulis paper baru.
Mereka menggunakan alat-alat tersebut pada tanaman hidup, namun tim juga menjalin kerjasama dengan institusi di 48 negara dengan koleksi tanaman kering untuk mendapatkan sampel dari spesimen langka. Empat dari tanaman yang termasuk dalam analisis sudah punah, termasuk zaitun Pulau Guadalupe, yang disekuensing menggunakan cabang kering dari tahun 1875. Pada akhirnya, tim menggunakan data dari sekitar 60 persen dari semua genus tanaman modern.
Saat mereka menyusun pohon evolusi baru, mereka menemukan bahwa itu mengkonfirmasi banyak hubungan yang disarankan oleh pohon yang dibangun dari kloroplas. Namun, ada kejutan: Data baru tersebut mengacak ulang hubungan dari sejumlah kelompok tanaman, dan beberapa spesies individual direklasifikasi.
Salah satu temuan yang mengejutkan ahli tanaman berkaitan dengan kelompok tanaman bunga yang begitu umum, sehingga mudah dianggap remeh. Asteraceae, keluarga yang mencakup bunga-bunga seperti daisy dan matahari, tidak sesuai dengan pohon evolusi baru dengan cara yang diharapkan oleh para peneliti. Bergantung pada cara data baru tersebut digunakan untuk membangun pohon, hubungan daisy dengan keluarga bunga sekitarnya akan bergeser, temukan para peneliti.
“Di masa lalu, ketika temuan serupa ditemukan, kita biasanya menyalahkan kurangnya data,” kata Alexandre Zuntini, seorang biolog di Kebun Raya Kew dan penulis paper.
“Namun saat ini, dengan data yang lebih melimpah daripada sebelumnya, anomali dalam sejarah alam bunga tidak dapat dengan mudah diabaikan. Meskipun tidak ada yang bisa mengatakan apa yang mungkin menyebabkan anomali, Dr. Zuntini menyarankan salah satu kemungkinan adalah bahwa evolusi yang lebih cepat atau lebih berantakan dari cabang bunga itu terjadi pada saat itu.
Para peneliti juga mencoba menghubungkan pohon evolusi mereka dengan era geologis yang diketahui. Secara sendiri, jaringan hubungan yang ditunjukkan oleh DNA tidak mengandung tanggal. Sulit untuk mengatakan, kemudian, berapa tahun yang lalu sepasang spesies mulai berbeda arah.
Namun banyak tanaman berbunga telah terlihat dalam fosil, yang dapat ditanggal. Dengan menggunakan 200 fosil bunga untuk menambahkan tanggal ke dalam genealogi, tim memperkirakan ledakan besar dalam keragaman tanaman berbunga di periode Jurasik Akhir dan Kretaseus Awal, ketika dinosaurus hidup, yang dimulai sekitar 150 juta tahun yang lalu. Hal ini mendukung perkiraan yang dibuat di masa lalu, kata Dr. Baker. Ledakan lain dalam jumlah spesies terjadi sekitar 40 juta tahun yang lalu, menurut pohon evolusi baru tersebut, di tengah penurunan suhu global.
Tim ini membagikan alat sekuensing mereka, dan berharap peneliti lain akan memanfaatkannya. Mereka juga berharap dapat menambahkan lebih banyak spesies ke dalam genealogi evolusi ini di masa depan, kata Dr. Baker, karena lebih banyak data berarti melihat dengan resolusi yang lebih tinggi tentang apa yang terjadi di masa lampau. Sedikit demi sedikit, kelopak demi kelopak, sejarah tanaman berbunga mulai terlihat jelas.