BEBERAPA KEAJAIBAN PADA AKAR

PENGEBOR DI ALAM

Pada gambar di atas terlihat sebuah rancangan terperinci dari seluruh bagian perangkat pengangkutan pada tumbuhan. Akar membawa air yang diserapnya dari tanah ke lingkaran tengah akar. Melalui lingkaran ini, air memasuki jaringan pembuluh pada batang. Melalui jaringan pembuluh, air dan zat-zat makanan melakukan perjalanan di dalam batang sejauh bermeter-meter ke atas, tanpa henti, sampai ke dedaunan yang paling ujung. Jaringan pembuluh tersebut, yang bermula dari akar dan merambah jauh hingga dedaunan, tidak diragukan lagi merupakan hasil perancangan mahahebat. Perancangan ini, tanpa keraguan, adalah milik Allah, Pencipta segalanya.

Agar terus bertahan hidup, tumbuhan perlu melakukan fotosintesis dengan bantuan sinar matahari. Untuk keperluan itu pula, tumbuhan memerlukan air dan aneka mineral yang diambilnya dari tanah. Agar mampu melakukan pekerjaan ini, tumbuhan memerlukan akar yang mengebor di dalam tanah. Tugas akar adalah untuk menyebar dengan sangat cepat di dalam tanah menyerupai sebuah jaring, dan menyedot air serta beragam mineral. Kendatipun rancang-bangunnya yang lembut, akar juga memungkinkan tumbuhan seberat berton-ton untuk tetap berdiri tegak dan menancapkan diri ke dalam tanah. Kemampuan akar mencengkeram tanah inilah yang terpenting. Sebab hal ini mencegah longsornya tanah dan terkikisnya lapisan atas tanah yang subur oleh air hujan, serta dampak-dampak lain yang dapat berpengaruh buruk bagi kehidupan manusia.

Akar tidak memerlukan peralatan tambahan dari luar untuk semua tugas ini. Akar tidak mempunyai mesin guna membangkitkan daya untuk memulai proses penyedotan air. Tak ada pula perlengkapan apa pun untuk memompa air dan mineral ke batang, yang jaraknya bermeter-meter. Tapi akar dapat menyebar meliputi suatu wilayah luas dan menyedot air. Lalu, bagaimana akar melakukan itu?

‘Meminum’ sekitar 800 gelas per hari

Sebatang pohon Maple merah biasa yang tumbuh di iklim lembab dapat kehilangan hingga 200 liter air per hari, atau kira-kira sama dengan 800 gelas air minum per hari. Ini menggambarkan kehilangan besar yang diderita pohon itu, karena air sangat diperlukan untuk hidupnya. Air ini harus tergantikan sesegera mungkin agar tumbuhan terus bertahan hidup. Berkat seperangkat akar tumbuhan yang sempurna, setiap tetesan air yang menguap dapat tergantikan dengan segera.

Akar, yang menyebar ke kedalaman tanah, mengirimkan air dan mineral yang dibutuhkan tumbuhan ke bagian atas hingga mencapai dedaunan, setelah melewati batang dan cabang-cabangnya. Pengambilan air dari dalam tanah oleh akar sangat menyerupai teknik pengeboran. Ujung-ujung akar terus-menerus mencari air di kedalaman tanah sampai menemukannya. Air ini lalu memasuki akar dengan menembus suatu lapisan tipis selaput luar akar dan sel-sel pembuluh halusnya (sel-sel kapiler). Air kemudian melewati sel-sel tersebut hingga sampai di jaringan batang. Dari sana, air diangkut ke setiap bagian tumbuhan

Proses yang dilakukan tumbuhan sedemikian sempurna ini sungguh merupakan sesuatu yang amat rumit. Sehingga, rahasia dari perangkat tersebut masih tidak sepenuhnya diketahui, bahkan di zaman berteknologi antariksa kini. Keberadaan perangkat semacam "tangki tekanan" ini ditemukan pada pepohonan sekitar 200 tahun lalu. Sekalipun begitu, belum ada hukum yang ditemukan untuk menjelaskan secara pasti bagaimana sesungguhnya pergerakan air yang melawan gaya berat ini terjadi. Segala yang dapat dilakukan ilmuwan seputar bahasan ini hanyalah mengemukakan sejumlah teori yang berkaitan dengan cara kerja tumbuhan tersebut. Bahkan, apa yang telah diperlihatkan dalam berbagai percobaan seputar bidang ini, diyakini kebenarannya sampai taraf tertentu saja. Hasil dari semua usaha para ilmuwan ini adalah pengakuan akan kesempurnaan perangkat tangki tekanan tersebut. Teknologi semacam itu, yang terbungkus dalam suatu ruang kecil dalam tubuh tumbuhan, hanyalah satu di antara bukti-bukti kecerdasan tanpa tanding sang perancang perangkat tersebut. Perangkat pengangkutan air pada pepohonan, dan segala sesuatu lainnya di alam semesta, diciptakan oleh Allah. Dialah Pencipta Mahasempurna

Perangkat Penyeimbang Tekanan

Gambar di atas memperlihatkan rancang-bangun umum dari sebuah ujung akar yang sedang tumbuh, dan penampakan dekat dari rambut-rambut akar yang berada tepat di belakang ujungnya.

Ketika tekanan dari bagian dalam sel-sel akar lebih rendah dari tekanan di luar, tumbuhan memasukkan air dari luar. Dengan perkataan lain, sel-sel akar mengambil air dari luar tidak setiap saat dan terus-menerus, melainkan hanya ketika sel-sel tersebut memerlukannya. Penentu terpenting yang memunculkan keadaan ini adalah besarnya tekanan yang dihasilkan oleh air di dalam akar. Tekanan ini harus diseimbangkan dengan tekanan di luar. Agar hal ini terjadi, tumbuhan harus mengambil air dari luar ketika tekanan di dalam mengalami penurunan. Tatkala hal sebaliknya terjadi, yaitu ketika tekanan di dalam lebih tinggi daripada di luar, tumbuhan mengeluarkan air dari dalam dirinya melalui dedaunannya (bukan melalui akarnya) dengan cara penguapan untuk menjadikan tekanan itu seimbang kembali.

Jika kadar air dalam tanah sedikit lebih tinggi daripada biasanya, tumbuhan akan terus menyerap air, sebab tekanan luar lebih tinggi. Akibatnya, cepat atau lambat hal ini akan merusak tumbuhan tersebut. Sebaliknya, jika sedikit kadar air dalam tanah lebih rendah, sel tumbuhan takkan pernah mampu menyedot air dari luar karena tekanan luar yang rendah. Tumbuhan bahkan harus mengeluarkan air untuk menjaga keseimbangan tekanan. Masing-masing dari kedua hal yang disebut terakhir ini dapat menjadikan tumbuhan kering dan mati

Hal ini memperlihatkan kepada kita bahwa akar tumbuhan memiliki cara-kerja pengendali keseimbangan yang memungkinkannya mengatur tingkat tekanan yang diperlukan pada saat yang tepat; tidak lebih atau kurang. Manusia memerlukan pengetahuan di bidang fisika, kimia dan teknik untuk melakukan pekerjaan tersebut. Ini berarti ada kecerdasan yang mengungguli kemampuan otak manusia di balik kemampuan hebat tumbuhan ini, yang tak mungkin berasal dari tumbuhan itu sendiri. Sebab, tumbuhan adalah makhluk tak berakal dan tidak mampu berkarya dengan kehendak dan nalarnya. Ini semua memperlihatkan kita akan Pencipta tumbuhan beserta perangkat akarnya yang sempurna. Dialah Allah, sebaik-baik Pencipta.

MEMILIKI BANYAK PERAN

Mari kita bayangkan bahwa mineral-mineral yang tampak pada gambar diletakkan di depan kita dan kita diminta untuk memilih mana di antaranya yang diperlukan untuk tubuh kita. Mustahil bagi siapa pun yang tidak terlatih secara khusus di bidang terkait, untuk melakukan hal ini. Padahal, tumbuhan telah memilih dan menggunakan hanya unsur-unsur yang diperlukannya dari semua unsur yang ada dalam tanah selama berjuta-juta tahun. Tentu saja, Allahlah, Penciptanya, yang memungkinkan tumbuhan melakukan proses ini, yang mustahil dilakukan manusia.

Mineral-mineral terdapat dalam tanah dalam bentuk ion, yakni zat berupa senyawa atau unsur yang bermuatan listrik positif atau negatif. Sel-sel pada akar tumbuhan memilih ion-ion tertentu dari dalam tanah untuk digunakan dalam reaksi-reaksi biokimiawi sel. Sel-sel tumbuhan dapat dengan mudah memasukkan ion-ion ini ke dalam dirinya, meskipun kadar sejumlah ion di dalam sel tumbuhan seribu kali lebih besar daripada kadarnya yang terlarut dalam tanah. Jadi, ini adalah proses yang paling penting. Mengapa demikian?

Pada keadaan biasa, perpindahan zat-zat akan terjadi dari tempat dengan kadar zat-zat lebih tinggi ke tempat yang kadarnya lebih rendah. Tetapi sebagaimana yang kita ketahui, sebaliknyalah yang justru terjadi pada penyerapan ion-ion dari tanah oleh tumbuhan melalui akar. Karenanya, rangkaian peristiwa ini memerlukan sejumlah energi yang besar. Ini ibarat memindahkan sebuah bola dari jalan yang menanjak curam. Bola dapat berpindah dari bagian puncak tanjakan ke bagian bawah yang lebih rendah dengan menggelinding, tanpa perlu energi atau tenaga untuk menggelindingkan atau menendangnya. Sebaliknya, perlu tenaga untuk menggelindingkan bola dari bagian bawah ke bagian puncak tanjakan jalan yang lebih tinggi.

Sedikitnya ada dua hal yang mempengaruhi berpindahnya ion-ion melalui membran (selaput luar pembungkus) sel tumbuhan: (1). kemampuan membran melewatkan zat-zat ke dalam dan ke luar sel, dan (2). kadar ion-ion di dalam dan di luar sel.

Bukan Keahlian Biasa

Mari kita mengkaji dua hal ini dengan menanyakan beberapa pertanyaan yang terkait. Apakah arti sesungguhnya dari “tumbuhan memilih unsur tertentu yang dibutuhkan dalam tanah di antara beragam unsur yang ada?” Pertama, mari kita cermati istilah “yang dibutuhkan” di atas. Sebuah sel akar harus mengetahui semua unsur pada tumbuhan, satu demi satu, untuk memahami dan dapat memenuhi kebutuhannya akan unsur-unsur tersebut. Di antara semua unsur yang diketahuinya itu, sel akar ini harus memastikan unsur mana yang kurang di seluruh bagian tubuh tumbuhan dan menjadikannya sebagai kebutuhan yang harus dipenuhi. Mari kita ajukan sebuah pertanyaan lain. Bagaimanakah sebuah unsur dikenali? Jika tanah tidak dalam keadaan murni, dengan kata lain jika terdapat unsur-unsur lain yang tercampur di dalamnya, apa yang harus dilakukan untuk membedakan satu unsur dari semua unsur lainnya?

Apakah mungkin bagi seorang manusia berakal untuk mengenali dan memberitahukan masing-masing unsur seperti besi, kalsium, magnesium dan fosfor jika semuanya diletakkan di hadapannya dalam keadaan tercampur? Bagaimanakah ia dapat membedakannya? Jika telah dilatih secara khusus untuk melakukan hal itu, mungkin ia dapat mengenali beberapa di antaranya. Namun, mustahil baginya menentukan selebihnya. Jadi, bagaimanakah tumbuhan yang tidak memiliki kecerdasan membedakannya? Atau, bagaimana tumbuhan mampu mengetahui sendiri unsur-unsur, dan menemukan yang paling bermanfaat bagi dirinya? Mungkinkah serangkaian peristiwa semacam itu dilakukan dengan baik, setiap saat, tanpa kesalahan sedikit pun, selama jutaan tahun, tanpa suatu kesengajaan? Untuk memikirkan semua pertanyaan ini – yang jawabannya adalah " Mustahil!” – secara lebih terperinci dan mendalam, mari kita teliti kemampuan-memilih seperti apakah yang dimiliki akar, dan apa yang terjadi di saat memilih.

Mari kita uji pengetahuan kimia kita mengenai unsur dan mineral yang mewujud dalam banyak bentuk di alam. Di manakah unsur dan mineral ditemukan? Bagaimanakah zat-zat dikelompokkan ke dalam golongannya masing-masing? Perbedaan apa saja yang ada di antara zat-zat tersebut? Percobaan atau pengamatan apakah yang diperlukan untuk mengetahui masing-masing zat itu? Dapatkah hasil tercepat diketahui melalui cara kimiawi atau fisika dalam percobaan-percobaan tersebut? Jika kita melihat sesuatu dari sudut pandang ilmu fisika, dapatkah kita membuat suatu pengelompokan yang sesuai untuk unsur-unsur ini jika diletakkan di atas meja di depan kita? Dapatkah kita membedakan mineral-mineral berdasarkan warna atau bentuknya?

Kita bisa terus mengajukan pertanyaan. Dan jawaban bagi semua pertanyaan di atas kurang lebih sama. Kecuali jika seseorang ahli di bidang tersebut, pengetahuan terbatas atau tak-memadai yang didapatkan dari sekolah atau universitas takkan menjadikan seseorang mampu melakukannya. Ini memerlukan lebih dari sekedar keahlian biasa. Untuk mengetahui taraf pengetahuan kita tentang mineral, sekarang marilah kita ambil contoh dari tubuh manusia

Keseluruhannya ada tiga kilogram mineral dalam tubuh kita. Sebagian di antaranya sangat penting bagi kesehatan kita, dan semuanya tersedia dalam jumlah sesuai keperluan. Sebagai contoh, jika kita tidak punya zat kapur (kalsium) dalam tubuh kita, maka gigi dan tulang kita akan kehilangan sifat kerasnya. Jika tidak ada zat besi, maka oksigen tidak dapat menjangkau jaringan-jaringan tubuh kita, sebab kita tidak akan mempunyai hemoglobin yang berperan mengikat oksigen. Jika tubuh kita tidak memiliki potasium (kalium) dan sodium (natrium), sel-sel kita akan kehilangan muatan-muatan listriknya dan kita akan cepat mengalami penuaan.

Memilih 16 Unsur Saja

Mineral-mineral berada di dalam tanah, sebagaimana dalam tubuh manusia. Jumlah, kegunaan, dan wujud mineral saat ditemukan di dalam tanah semuanya berbeda, dan banyak makhluk hidup menggunakan mineral ini. Pada tumbuhan, misalnya, sejumlah perangkat telah terpasang guna memungkinkan tumbuhan dengan mudah mengambil unsur-unsur yang diperlukannya dari dalam tanah. Karena terdapat cara penggunaan yang beraneka terhadap unsur-unsur ini pada tubuh tumbuhan, semua unsur harus menuju bagian-bagian tumbuhan yang berlainan setelah diserap dari dalam tanah. Semua unsur ini mempunyai beragam tugas.

Agar dapat hidup sehat, tumbuhan memerlukan unsur-unsur utama seperti nitrogen, fosfor, kalium, zat kapur, magnesium dan belerang. Tumbuhan dapat mengambil kebanyakan unsur ini secara langsung dari tanah, kecuali nitrogen yang memenuhi hampir 80% ruang atmosfer. Tetapi, nitrogen tidak dapat diperoleh atau "diikat" secara langsung dari atmosfer oleh tumbuhan hijau. Tumbuhan memenuhi kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah dengan menyerap zat tertentu yang mengandung unsur nitrogen, yakni berupa zat nitrat yang merupakan hasil olahan bakteri tanah.

Unsur-unsur lain juga diperlukan bagi perkembangan tumbuhan yang sehat. Tetapi ini diperlukan dalam jumlah sangat kecil. Kelompok ini meliputi besi, klorin, tembaga, mangan, seng, molibdenum, dan boron.

Selain 13 mineral ini, tumbuhan juga memerlukan 3 unsur yang merupakan bahan utama pembentuk tubuhnya, yakni oksigen, hidrogen, dan karbon. Tumbuhan mendapatkan ketiga unsur tersebut dari zat karbondioksida (yang mengandung unsur karbon dan oksigen, CO2), oksigen, dan air (yang mengandung unsur hidrogen dan oksigen, H2O) yang ada di atmosfer. Semua tumbuhan memerlukan keseluruhan 16 unsur ini.

Jika unsur-unsur ini diserap dalam jumlah yang terlalu besar atau terlampau kecil, berbagai ketidakwajaran akan timbul pada tumbuhan. Sebagai contoh, terlalu banyak nitrogen dari tanah menjadikan pertumbuhan yang rapuh, terutama pada suhu tinggi dan pertumbuhan yang berair. Sebaliknya, terlalu sedikit nitrogen dapat menyebabkan menguningnya warna tumbuhan, bercak-bercak merah dan ungu, berkurangnya tunas samping, dan pertumbuhan menua. Kekurangan fosfor berdampak pada pertumbuhan yang terhambat, pewarnaan coklat dan ungu pada dedaunan sejumlah tumbuhan, batang pokok berukuran kecil, berkurangnya pemekaran tunas samping, semakin sedikitnya dedaunan bagian bawah dan perbungaan yang lebih sedikit. Fosfor adalah unsur amat penting bagi pertumbuhan tumbuhan muda dan pembentukan biji. Singkatnya, keberadaan ion-ion ini dan penyerapannya dari dalam tanah dengan jumlah yang diperlukan, sangatlah penting bagi pertumbuhan tumbuhan sehat.

Penentu terpenting yang berperan dalam daur karbon dan nitrogen di lingkungan, sebagaimana dipaparkan dalam gambar di atas, tidak diragukan lagi adalah kehidupan tumbuhan. Nitrogen di udara tidak dapat diserap langsung oleh binatang dan manusia. Ketika nitrogen terpindahkan ke dalam tanah, dihasilkanlah zat amonia yang mengandung nitrogen. Zat amonia ini kemudian dioksidasi oleh bakteri tanah menjadi zat nitrat, dan dalam bentuk inilah nitrogen dapat diserap kembali oleh akar tumbuhan. Lalu manusia dan hewan memenuhi kebutuhan nitrogen mereka dengan memakan tetumbuhan.

Apa yang akan terjadi bila tumbuhan tidak memiliki kemampuan memilih ion ini? Apa yang akan terjadi jika tumbuhan mengambil segala jenis mineral, tidak hanya yang mereka butuhkan, atau mengambil terlalu banyak atau terlalu sedikit mineral? Tidak ada keraguan bahwa pada peristiwa tersebut akan terjadi gangguan membahayakan terhadap keseimbangan sempurna di bumi. Singkat kata, keseimbangan kehidupan di bumi juga ditentukan oleh kemampuan akar tumuhan dalam memilih ion dan segala zat yang diserapnya dari dalam tanah. Ini mungkin tak terpikirkan oleh kita. Tapi demikianlah adanya, kelangsungan kehidupan bersandar pada banyak penentu yang jumlahnya tak terhitung yang saling terkait, yang semuanya di luar kehendak dan kendali manusia. Allahlah yang mengatur semua ini, Dialah Pencipta Mahasempurna segala sesuatu hingga rinciannya yang terkecil, termasuk akar tumbuhan dengan segala kemampuannya yang mengagumkan.

TUMBUHAN DI RUANG ANGKASA

Lebih dari sekedar menyantapnya, pernahkah Anda berpikir, mengapa wortel tumbuh ke bawah menembus tanah? Mengapa wortel dan akar tumbuhan lain tidak tumbuh ke arah lain?

Tatkalah mendengar akar tumbuhan, banyak hal yang dapat kita tanyakan. Tentang bentuk hingga tugasnya, dari cara tumbuh hingga zat-zat penyusunnya. Selain perannya sebagai pengokoh tegaknya tumbuhan di atas permukaan bumi, penyerap air dan mineral dari dalam tanah untuk dialirkan ke seluruh bagian tumbuhan di atasnya, akar sejumlah tumbuhan berfungsi pula sebagai penyimpan cadangan makanan dan alat perkembangbiakan. Wortel misalnya, termasuk akar berbentuk umbi berwarna oranye yang sudah sangat dikenal orang sedunia. Kandungan gula, vitamin, mineral serta aneka zat lain yang bermanfaat bagi kesehatan tubuh manusia menjadikannya salah satu tumbuhan umbi yang paling banyak dimakan orang sejagat. Meskipun begitu, berapa gelintirkah orang yang pernah bertanya, mengapa umbi wortel tumbuh tegak lurus ke dalam tanah, tidak ke samping atau ke atas?
Karena berfungsi pula sebagai akar, wortel, dan juga akar tumbuhan lain, harus tumbuh menghujam ke dalam tanah agar dapat mencapai sumber air dan mineral yang diperlukan tumbuhan untuk hidup. Namun, pernahkah Anda bertanya, bagaimana tumbuhan bisa mengetahui bahwa akarnya harus tumbuh mengarah ke bawah? Mengapa akar tumbuhan selalu tumbuh tegak lurus ke arah bawah sedang batang dan cabangnya ke arah atas? Mengapa tidak sebaliknya yang terjadi?
Jawaban atas pertanyaan di atas sudah pernah dicoba dijelaskan sejak lebih dari 100 tahun lalu. Namun hingga kini, penjelasan rinci tentang hal ini masih belum diketahui.

Ada rangsangan, ada tanggapan

Gerakan sadar yang kita lakukan biasanya merupakan tanggapan atas rangsangan tertentu. Misalnya, kita merasa lapar. Rasa lapar ini lalu mendorong kita melakukan tanggapan dengan cara mengambil makanan dan memakannya hingga rasa lapar sirna. Demikian halnya akar, sejak perkecambahan dimulai, akar pada akhirnya tumbuh mengarah ke bawah, dan menembus tanah. Tanggapan oleh tumbuhan berupa pertumbuhan yang terarah akibat rangsangan dari luar ini disebut sebagai tropisme. Bergantung jenis rangsangannya, tropisme ini bisa dinamakan fototropisme jika rangsangannya adalah sinar matahari, misalnya pertumbuhan batang dan daun tumbuhan ke arah sinar matahari. Sulur tumbuhan merambat seperti tanaman buah markisa atau pare (pariah) yang melilit pagar merupakan bentuk tigmatropisme, yakni pertumbuhan akibat rangsangan berupa sentuhan. Pertumbuhan akar ke arah bawah ternyata dirangsang oleh adanya gaya tarik bumi (gravitasi), dan diistilahkan dengangravitropisme.
Dengan mengambil pemisalan tentang rasa lapar di atas, maka:
1. Lapar disebut rangsangan yang dirasakan perut dan dikirim ke otak.
2. Pemberitahuan oleh otak untuk mengatasi rasa lapar dengan cara mengambil makanan dan memakannya disebut penyaluran dan penerjemahan pesan tentang lapar ini.
3. Pengambilan makanan dan kemudian memakannya disebut tanggapan.
Hal yang sama berlaku pula bagi gravitropisme pada akar. Para ilmuwan telah lama meneliti bagaimana rangsangan gravitasi mengarahkan pertumbuhan akar. Setidaknya, tanggapan oleh akar terhadap gravitasi melewati tiga proses berikut:
1.Penerimaan rangsangan: tumbuhan mengenali gravitasi.
2.Penyaluran pesan: tumbuhan meneruskan pesan tentang keberadaan dan arah gravitasi ini dan menanggapinya.
3.Tanggapan yang diberikan: rangsangan gravitasi ditanggapi dengan pemanjangan sel-sel dan pembentukannya menjadi jenis sel-sel tertentu atau pertumbuhan menjadi sel-sel tertentu yang menjadikan akar tumbuh berbelok ke arah tertentu.
Pada akar, penerimaan rangsangan ini terjadi pada bagian ujung akar, yakni tudung akar (lihat gambar). Sebagaimana tampak pada gambar, dari bagian bawah ke atas, akar memiliki tudung akar, jaringan meristem atau daerah pembelahan sel (tempat pembentukan sel-sel baru), daerah pemanjangan sel (di mana sel-sel membesar dan memanjang hingga mencapai ukuran dan bentuk terakhirnya), dan daerah pendewasaan (di mana sel-sel menyempurnakan bentuk dan perannya, dan dinding sel mengalami pengerasan oleh zat lignin). Berdasarkan penelitian yang ada hingga saat ini, di bagian akar tempat sel-sel mengalami pemanjangan inilah tanggapan terhadap rangsangan gravitasi dilakukan oleh akar.
Seringkali kita saksikan, di saat biji tumbuhan mengalami perkecambahan, tunas akar dapat tumbuh ke arah mana saja, ke atas, ke samping, atau ke bawah. Akibat gravitropisme, tunas akar ini lalu dengan cepat tumbuh dengan membengkokkan diri ke arah tanah sesuai arah gravitasi, dan menembus tanah. Bagaimana pembengkokkan ini terjadi? Akar melakukannya layaknya batang logam bimetal, yakni sebatang logam yang tersusun atas dua batang logam jenis berbeda (dengan sifat/tingkat pemuaian yang tidak sama terhadap panas) yang direkatkan paralel. Ketika batang logam bimetal ini dipanaskan, maka akan terjadi pembengkokkan akibat tingkat pemuaian (pemanjangan) yang berbeda, di mana yang satu memuai lebih panjang dari yang lain. Sama halnya, sel-sel akar di daerah pemanjangan mengalami pemanjangan dengan tingkat yang berbeda di kedua sisinya. Sebagaimana diperlihatkan gambar, sel-sel akar yang tumbuh mendatar merasakan rangsangan gravitasi ke arah bawah. Rangsangan ini ditanggapi oleh tumbuhan dengan bekerjanya hormon tertentu yang menghambat pertumbuhan sel-sel di bagian bawah (kuning) sedangkan sel-sel di bagian atas (merah) tumbuh memanjang secara wajar. Hasilnya adalah akar yang tumbuh menekuk ke arah tarikan gravitasi.

Gandum ruang angkasa

(A). Sel-sel akar yang tumbuh mendatar merasakan rangsangan gravitasi ke arah bawah. Rangsangan ini ditanggapi oleh tumbuhan dengan bekerjanya hormon tertentu yang menghambat pertumbuhan sel-sel di bagian bawah (kuning) sedangkan sel-sel di bagian atas (merah) tumbuh memanjang secara wajar. (B). Hasilnya adalah akar yang tumbuh menekuk ke arah tarikan gravitasi.

Namun penjelasan di atas masih belum menjawab pertanyaan bagaimana akar merasakan adanya perubahan arah tarikan gravitasi bumi. Sejumlah teori telah dikemukakan, namun pertanyaan ini belum dapat dijelaskan secara memuaskan oleh para ilmuwan sejak lebih dari seabad yang lalu meskipun manusia telah mengerahkan beragam cara dan peralatan canggih seperti laser, rekayasa genetika, biokimia, bahkan pesawat ruang angkasa! Badan antariksa Amerika Serikat, NASA, termasuk yang mendukung program penelitian di bidang ini. (Sebelumnya, kosmonot Rusia pernah meneliti pertumbuhan tanaman gandum di stasiun ruang angkasa MIR.) Untuk mengetahui lebih dalam tentang gravitropisme pada akar tumbuhan, para ilmuwan telah membawa sejumlah tumbuhan ke ruang angkasa di mana gravitasinya sangat kecil, atau hampir tidak ada sama sekali. Mereka membandingkan perilaku akar tumbuhan yang tumbuh dengan dan tanpa gravitasi (atau dengan mikrogravitasi, yakni gaya gravitasi yang bernilai teramat kecil, misalnya 1/10000 gravitasi bumi). Sejumlah pengetahuan penting telah diperoleh. Namun hal itu masih saja belum mampu menjawab secara rinci di tingkat sel dan molekul tentang bagaimana sel-sel akar mengindera, mengenali dan menanggapi rangsangan gravitasi bumi.
Kajian tentang gravitropisme ini merupakan bagian dari cabang biologi baru yang disebut: Astrobiologyatau Space Biology, yakni Biologi Ruang Angkasa. Pengkajian tumbuh-tumbuhan di ruang angkasa akan memberikan pengetahuan penting yang diperlukan bagi pengembangan sistem pendukung kehidupan manusia di ruang angkasa, termasuk pertanian di ruang angkasa. Sistem ini diperlukan bagi misi jangka panjang di ruang angkasa, mengingat fungsi penting tumbuhan dalam daur oksigen, karbon dioksida, air, serta penyedia makanan bagi manusia dan hewan.
Demikianlah, pergerakan akar tumbuhan ke arah tanah tampaknya merupakan hal sederhana. Sedemikian sederhana sehingga tak pernah terlintas dalam benak kita. Sebaliknya, para ilmuwan masih tidak mampu memaham fenomena ini meski telah melakukan penelitian selama lebih dari 100 tahun dengan bantuan peralatan secanggih pesawat ruang angkasa. Ini merupakan bukti rumitnya cara-kerja pergerakan akar, dan keterbatasan ilmu manusia dibanding kecerdasan sang Pencipta akar tumbuhan. Dialah Allah, yang telah menciptakan tumbuhan dengan sangat sempurna hingga bagiannya yang terkecil, termasuk proses pertumbuhan akar menuju tanah melalui peristiwa gravitropisme. Hanya dengan kesempurnaan akar inilah tumbuhan dapat melaksanakan perannya di bumi untuk menunjang kelangsungan hidup manusia. Manusia tak sepatutnya merasa besar diri karena ilmunya yang dangkal. Sebaliknya hendaknya mereka mengagungkan Allah dan bersyukur atas segala nikmatNya.