Kenapa Daun Bisa Berwarna Hijau?

Kenapa daun bisa berwarna hijau bergantung pada cara klorofil menangani cahaya matahari. Klorofil menyerap cahaya merah dan biru jauh lebih kuat daripada cahaya hijau (Virtanen et al., 2022). Akibatnya, cahaya hijau yang tersisa terhambur keluar dari daun dan sampai ke mata kamu. Selain itu, kamu akan mengenal peran klorofil, perjalanan cahaya di dalam daun, dan alasan daun berubah warna. Terakhir, kamu bisa mencoba eksperimen sederhana di rumah.

Apa Itu Klorofil, Zat Hijau Daun?

Klorofil adalah pigmen alami yang memberi warna hijau pada tumbuhan, alga, dan sebagian bakteri fotosintetik. Secara bahasa, kata klorofil berasal dari bahasa Yunani, yaitu chloros yang berarti hijau dan phyllon yang berarti daun.

Letak Klorofil di Dalam Sel Daun

Klorofil bekerja di dalam kloroplas, yaitu organel sel tumbuhan dengan membran luar, membran dalam, dan sistem membran internal bernama membran tilakoid. Selanjutnya, membran tilakoid membagi kloroplas menjadi tiga ruang, yaitu ruang antarmembran, stroma, dan lumen tilakoid. Dalam kloroplas, membran tilakoid juga berperan menghasilkan energi metabolik (Cooper, 2000).

Jenis-Jenis Klorofil

Tumbuhan darat memiliki dua jenis klorofil utama:

• Pertama, klorofil a berwarna hijau kebiruan dan menangkap foton lalu melepaskan elektron.
• Kedua, klorofil b berwarna hijau kekuningan dan hanya bekerja di sistem penangkap cahaya (Kume et al., 2018).

Bagaimana Mata Kamu Melihat Warna Daun?

Cahaya matahari tampak putih, padahal memuat seluruh warna pelangi dari ungu sampai merah. Tumbuhan memakai cahaya pada rentang 400–700 nanometer, yang para ilmuwan sebut radiasi aktif fotosintesis (photosynthetically active radiation/PAR). Namun, daun tidak menyerap seluruh rentang tersebut secara merata. Penyerapan terendah justru terjadi pada cahaya hijau (Kume, 2017).

Mitos: Klorofil Memantulkan Cahaya Hijau

Banyak buku pelajaran menyebut klorofil memantulkan cahaya hijau. Akan tetapi, Virtanen et al. (2022) membantah anggapan tersebut. Para peneliti membandingkan daun hijau dengan daun kuning atau putih dari spesies yang sama. Hasilnya, daun yang kekurangan klorofil justru memantulkan cahaya hijau lebih banyak. Dengan demikian, warna hijau daun berasal dari penyerapan biru dan merah yang kuat oleh klorofil, bukan dari pantulan hijau oleh klorofil. Selain itu, peneliti menduga selulosa pada dinding sel menjadi komponen utama yang menghamburkan cahaya tampak di dalam daun (Virtanen et al., 2022).

Mengapa Daun Tidak Menyerap Cahaya Hijau Sepenuhnya?

Kume (2017) mengajukan penjelasan yang menarik. Pertama, cahaya hijau berada di rentang dengan intensitas tertinggi dalam radiasi matahari langsung. Karena itu, tumbuhan darat tampaknya “disetel” untuk mengurangi penyerapan energi berlebih, bukan untuk menyerap foton sebanyak mungkin. Dengan cara tersebut, daun terhindar dari kelebihan energi yang berpotensi merusak (Kume, 2017).

Peran Klorofil dalam Proses Fotosintesis

Fotosintesis mengubah karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O) menjadi glukosa dengan bantuan energi cahaya. Prosesnya berjalan dalam beberapa tahap:

1. Pertama, akar menyerap air dari tanah, lalu pembuluh xilem mengalirkannya ke daun.
2. Kedua, stomata, pori kecil di permukaan daun, membuka dan menarik CO₂ dari udara.
3. Ketiga, klorofil di tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.
4. Keempat, tumbuhan merakit CO₂ dan air menjadi glukosa, lalu melepaskan oksigen ke udara.
5. Terakhir, tumbuhan memakai glukosa untuk tumbuh, membentuk daun baru, dan menyimpan cadangan makanan.

Pigmen Lain di Dalam Daun

Klorofil bukan satu-satunya pigmen daun. Sebagai contoh, karotenoid menyaring cahaya gelombang pendek (di bawah 520 nanometer) yang berlebih dan melepaskannya sebagai panas (Kume, 2017). Sementara itu, antosianin berfungsi sebagai penyaring cahaya biru dan hijau (Kume, 2017). Tabel di bawah merangkum pigmen utama daun.

Pigmen	Warna yang Tampak	Peran Utama
Klorofil a	Hijau kebiruan	Menangkap foton dan melepaskan elektron
Klorofil b	Hijau kekuningan	Pigmen penangkap cahaya tambahan
Karotenoid	Kuning hingga jingga	Menyaring cahaya berlebih
Antosianin	Merah hingga ungu	Menyaring cahaya biru dan hijau, tampil menonjol saat daun menua

Rangkuman berdasarkan Kume (2017), Kume et al. (2018), dan Harvard Forest (n.d.).

Kenapa Daun Berubah Warna Menjadi Kuning, Merah, atau Cokelat?

Warna hijau tidak bertahan selamanya. Selama musim tumbuh, semua daun kehilangan klorofil secara bertahap, dan kehilangan tersebut semakin cepat menjelang daun gugur. Dalam kondisi optimal, prosesnya tertata rapi sehingga tumbuhan menyerap kembali sebagian besar nitrogen dari molekul pigmen (Harvard Forest, n.d.). Selain nitrogen, pohon gugur daun juga menarik kembali fosfor untuk disimpan selama musim dingin (Mattila et al., 2018).

Penelitian pada empat jenis pohon menunjukkan pola yang menarik. Pertama, setiap daun mempertahankan kadar klorofil yang stabil sampai fase degradasi cepat dimulai. Kedua, fase cepat tersebut hanya berlangsung sekitar satu minggu sebelum daun lepas (Mattila et al., 2018). Lalu, warna apa yang muncul setelah klorofil hilang?

• Kuning dan jingga: Setelah klorofil hilang, sebagian karotenoid yang tetap tersimpan di plastida membuat daun tampak kuning (Harvard Forest, n.d.).
• Merah dan ungu: Sebagian tumbuhan membentuk antosianin selama penuaan daun. Misalnya, sekitar 70 persen semak dan pohon di Harvard Forest menghasilkan antosianin saat daunnya menua (Harvard Forest, n.d.; Pei et al., 2024).
• Cokelat: Ketika antosianin bercampur sisa klorofil, daun tampak kecokelatan (Harvard Forest, n.d.).

Dengan kata lain, daun merah atau kuning tetap pernah mengandung klorofil. Pigmen lain baru dominan setelah klorofil menghilang. Demikian pula, tanaman hias seperti puring tampil berwarna karena pigmen non-klorofil menonjol.

Buktikan Sendiri Pigmen Daun

Kamu bisa melihat pigmen tersembunyi di dalam daun lewat eksperimen kromatografi kertas. Pertama, siapkan beberapa lembar daun bayam atau daun singkong, alkohol 70 persen, kertas saring atau tisu kopi, gelas bening, dan sendok.

1. Mula-mula, remas atau tumbuk daun bersama sedikit alkohol sampai cairan hijau pekat terbentuk.
2. Selanjutnya, teteskan cairan berkali-kali pada satu titik di dekat ujung bawah kertas saring, dan biarkan setiap tetesan mengering dulu.
3. Kemudian, tuang alkohol setinggi sekitar satu sentimeter ke dalam gelas, lalu celupkan ujung kertas sehingga titik pigmen berada di atas permukaan cairan.
4. Terakhir, gantungkan kertas pada pensil di mulut gelas dan tunggu 30 sampai 60 menit.

Selama menunggu, alkohol merambat naik dan membawa pigmen dengan kecepatan berbeda. Akibatnya, kamu akan melihat pita hijau tua, hijau muda kekuningan, dan pita kuning hingga jingga. Hasilnya membuktikan bahwa daun hijau menyimpan lebih dari satu pigmen. Selain itu, catat pengamatanmu dan bandingkan daun hijau segar dengan daun kuning yang gugur.

Fakta tentang Warna Daun

Pertanyaan	Jawaban Singkat
Pigmen apa yang membuat daun hijau?	Klorofil a dan b
Cahaya apa yang klorofil serap paling kuat?	Biru dan merah
Apa yang menghamburkan cahaya hijau di dalam daun?	Terutama dinding sel berselulosa
Di mana klorofil bekerja?	Di membran tilakoid dalam kloroplas
Apa yang membuat daun menguning?	Klorofil terurai sehingga karotenoid terlihat

Kamu sudah memahami rahasia di balik warna hijau yang kamu lihat setiap hari. Oleh karena itu, bagikan artikel ke teman, keluarga, atau grup belajarmu supaya mereka ikut penasaran. Selain itu, coba eksperimen kromatografi di atas, lalu ceritakan hasilnya di kolom medsos. Pigmen apa saja yang muncul di daun pilihanmu?

Baca juga:

• Dampak Efek Rumah Kaca bagi Kesehatan, Ekosistem, dan Cuaca Ekstrem yang Wajib di Waspadai
• Alat Ukur Curah Hujan: Ombrometer, Tipping Bucket, ARR (IoT), Radar Hujan, dan ATHUS
• Cara Mengolah Sampah Organik Menjadi Pupuk Bernilai Tinggi dengan Metode Vermicomposting
• Cara Membuat Philodendron Lemon Tumbuh Subur: Panduan untuk Pemula
• Penyebab Daun Philodendron Lemon Menguning: Kenali Pemicu dan Cara Mengatasinya
• Tanaman Hias untuk Kamar Mandi: 12 Pilihan Tahan Lembap dan Mudah Dirawat

FAQ

1. Kenapa daun bisa berwarna hijau?

Klorofil menyerap cahaya biru dan merah lebih kuat daripada hijau. Akibatnya, cahaya hijau yang tersisa terhambur oleh struktur daun dan sampai ke mata kamu (Virtanen et al., 2022).

2. Apa nama zat yang membuat daun hijau?

Zat tersebut bernama klorofil. Selain itu, tumbuhan darat memiliki dua jenis utamanya, yaitu klorofil a dan klorofil b (Kume et al., 2018).

3. Apakah klorofil memantulkan cahaya hijau?

Tidak. Sebaliknya, daun tanpa klorofil justru memantulkan cahaya hijau lebih banyak. Dengan demikian, warna hijau muncul dari penyerapan biru dan merah yang kuat (Virtanen et al., 2022).

4. Mengapa daun berubah kuning atau merah saat menua?

Klorofil terurai lebih dulu. Kemudian, karotenoid kuning yang tersisa menjadi terlihat, sementara sebagian tumbuhan juga membentuk antosianin merah (Harvard Forest, n.d.; Pei et al., 2024).

5. Mengapa daun tidak menyerap cahaya hijau sepenuhnya?

Cahaya hijau berada di rentang intensitas tertinggi radiasi matahari langsung. Oleh karena itu, penyerapan yang rendah membantu daun menghindari kelebihan energi (Kume, 2017).

Referensi

1. Cooper, G. M. (2000). Chloroplasts and other plastids. In The cell: A molecular approach (2nd ed.). Sinauer Associates. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9905/
2. Harvard Forest. (n.d.). The process of leaf color change. Harvard University. https://harvardforest.fas.harvard.edu/leaf-process
3. Kume, A. (2017). Importance of the green color, absorption gradient, and spectral absorption of chloroplasts for the radiative energy balance of leaves. Journal of Plant Research, 130(3), 501–514. https://doi.org/10.1007/s10265-017-0910-z
4. Kume, A., Akitsu, T., & Nasahara, K. N. (2018). Why is chlorophyll b only used in light-harvesting systems? Journal of Plant Research, 131(6), 973–985. https://doi.org/10.1007/s10265-018-1052-7
5. Mattila, H., Valev, D., Havurinne, V., Khorobrykh, S., Virtanen, O., Antinluoma, M., Mishra, K. B., & Tyystjärvi, E. (2018). Degradation of chlorophyll and synthesis of flavonols during autumn senescence: The story told by individual leaves. AoB PLANTS, 10(3), Article ply028. https://doi.org/10.1093/aobpla/ply028
6. Pei, Z., Huang, Y., Ni, J., Liu, Y., & Yang, Q. (2024). For a colorful life: Recent advances in anthocyanin biosynthesis during leaf senescence. Biology, 13(5), Article 329. https://doi.org/10.3390/biology13050329
7. Virtanen, O., Constantinidou, E., & Tyystjärvi, E. (2022). Chlorophyll does not reflect green light: How to correct a misconception. Journal of Biological Education, 56, 552–559. https://doi.org/10.1080/00219266.2020.1858930