Gandum: Mengapa Penting? Dari Rumput Liar hingga Tanaman Pangan Dunia
Peneliti Bioteknologi Tanaman - Pefordei Research
·waktu baca 7 menit
Tulisan dari Fidelia Melissa Sihombing tidak mewakili pandangan dari redaksi kumparan
PerbesarPernahkah Anda memperhatikan berapa banyak makanan di sekitar kita yang sebenarnya berasal dari satu tanaman? Roti untuk sarapan, mi saat makan siang, biskuit sebagai camilan, pasta, kue, hingga berbagai makanan berbahan tepung terigu memiliki satu bahan yang sama: gandum. Menariknya, bagi banyak orang Indonesia, gandum lebih akrab sebagai makanan daripada sebagai tanaman. Kita mengenal tepung terigu, roti, dan mi, tetapi mungkin belum pernah melihat langsung hamparan tanaman gandum di ladang.
Sekilas, gandum tidak terlihat istimewa. Tanamannya berupa rerumputan dengan batang ramping dan kumpulan biji di ujungnya. Namun, di balik bentuk sederhana itu tersimpan perjalanan evolusi dan domestikasi selama ribuan tahun. Dari rumput liar yang tumbuh di Timur Tengah, gandum berubah menjadi salah satu fondasi pangan dunia. Bagaimana sebuah rumput liar dapat memperoleh posisi sepenting ini dalam kehidupan manusia?
Gandum: Rumput yang Menjadi Pangan
Gandum termasuk genus Triticum dan famili Poaceae, keluarga rerumputan yang juga mencakup padi, jagung, dan barley. Bagi manusia, bagian terpenting tanaman ini adalah bijinya. Di dalam biji gandum terdapat embrio sekaligus cadangan nutrisi untuk perkecambahan. Endospermanya kaya akan pati dan protein; setelah digiling, bagian ini menjadi komponen utama tepung terigu. Karakter proteinnya juga membuat gandum sangat penting dalam pembuatan roti dan berbagai produk berbasis adonan.
Menariknya, cadangan makanan yang sebenarnya disiapkan gandum untuk generasi berikutnya justru menjadi sumber makanan bagi manusia. Namun, gandum yang kita kenal sekarang tidak selalu memiliki sifat seperti ini. Untuk memahami perubahannya, kita perlu kembali sekitar 10.000 tahun ke masa lalu.
Ketika Manusia Mulai Memilih Gandum
Di wilayah Fertile Crescent di Timur Tengah, manusia mulai membudidayakan berbagai tumbuhan liar, termasuk nenek moyang gandum. Sebelum pertanian berkembang, manusia memperoleh pangan dengan berburu, mengumpulkan tumbuhan, dan berpindah mengikuti ketersediaan sumber daya. Domestikasi perlahan mengubah hubungan ini. Manusia mulai memilih tanaman tertentu, memanen bijinya, menyimpannya, kemudian menanam kembali biji dari tanaman dengan karakter yang dianggap menguntungkan.
Para petani pertama tentu belum mengenal DNA, gen, mutasi, ataupun seleksi buatan. Namun, setiap kali mereka memilih biji dari tanaman tertentu untuk ditanam kembali, mereka sebenarnya sedang menyeleksi sifat tanaman dari generasi ke generasi. Dengan kata lain, domestikasi merupakan eksperimen pemuliaan tanaman yang telah berlangsung ribuan tahun, jauh sebelum manusia memahami genetika.
Salah satu perubahan penting terjadi pada rakis, bagian tengah bulir gandum. Pada gandum liar, rakis rapuh dan mudah patah ketika biji matang sehingga biji dapat tersebar ke lingkungan. Sifat ini sebenarnya menguntungkan bagi tumbuhan liar karena membantu penyebaran keturunannya, tetapi justru merepotkan manusia karena biji yang hendak dipanen jatuh ke tanah.
Dalam proses domestikasi, manusia secara tidak langsung menyeleksi gandum dengan rakis yang lebih kuat sehingga biji tetap menempel pada bulir sampai dipanen. Ukuran biji juga meningkat dan pada beberapa bentuk gandum, kulit pelindung menjadi lebih mudah dilepaskan saat perontokan. Menariknya, sifat yang menguntungkan manusia justru membuat gandum semakin bergantung pada manusia untuk dipanen, disimpan, dan ditanam kembali.
Sejarah Genetik di Dalam Sepotong Roti
Cerita gandum menjadi semakin menarik ketika kita melihat genomnya. Gandum roti modern (Triticum aestivum) bukan hanya hasil seleksi manusia, tetapi juga hasil hibridisasi antara kerabat gandum yang berbeda. Tahap awal evolusinya melibatkan penggabungan dua genom yang menghasilkan gandum tetraploid dengan susunan AABB.
Setelah gandum tetraploid tersebut dibudidayakan, terjadi hibridisasi dengan rumput liar Aegilops tauschii yang menyumbangkan genom D. Hasilnya adalah gandum roti modern dengan susunan AABBDD dan total 42 kromosom. Pembentukan gandum roti diperkirakan terjadi sekitar 8.500–9.000 tahun lalu.
Memiliki beberapa set genom menyediakan sumber variasi genetik yang besar. Variasi tersebut membantu gandum beradaptasi terhadap lingkungan yang berbeda sekaligus menyediakan banyak karakter yang dapat dipilih manusia selama proses domestikasi dan pemuliaan. Ternyata, sepotong roti memiliki sejarah genetika yang jauh lebih rumit daripada penampilannya.
Tidak Semua Gandum Sama
Ketika kita menyebut “gandum”, sebenarnya kita sedang membicarakan beberapa jenis tanaman yang berkerabat dekat. Dua yang paling penting dalam sistem pangan modern adalah gandum roti dan gandum durum.
Gandum roti memiliki genom AABBDD dan mencakup sekitar 95 persen gandum yang dibudidayakan. Sifat tepung dan proteinnya membuat gandum ini banyak digunakan untuk roti, kue, mi, dan berbagai produk pangan lainnya. Sementara itu, gandum durum memiliki genom AABB. Bijinya relatif keras dan banyak digiling menjadi semolina, bahan yang sangat dikenal dalam pembuatan pasta.
Perbedaan ini menunjukkan bahwa manusia tidak sekadar membudidayakan “gandum”. Selama ribuan tahun, kita menyeleksi jenis, varietas, dan karakter tertentu sesuai dengan kebutuhan pangan, lingkungan, dan budaya. Dalam arti tertentu, sejarah makanan manusia juga merupakan sejarah pemuliaan tanaman.
Mengapa Gandum Begitu Sukses?
Salah satu kunci keberhasilan gandum adalah kemampuannya beradaptasi. Selama penyebarannya ke berbagai wilayah, populasi gandum mengalami seleksi untuk menyesuaikan waktu berbunga, siklus pertumbuhan, toleransi terhadap suhu, penyakit, dan berbagai kondisi lingkungan. Petani kemudian mempertahankan varietas yang sesuai dengan lingkungan lokal hingga terbentuk berbagai kultivar.
Kemajuan ilmu genetika kemudian mengubah proses tersebut menjadi pemuliaan modern. Tanaman disilangkan secara sistematis untuk menggabungkan sifat yang diinginkan, seperti produktivitas tinggi, batang yang lebih pendek dan tidak mudah rebah, kualitas biji yang baik, serta ketahanan terhadap penyakit dan cekaman lingkungan. Pada abad ke-20, varietas gandum berdaya hasil tinggi menjadi bagian penting Revolusi Hijau dan membantu meningkatkan produktivitas di berbagai kawasan dunia.
Kini, pemuliaan gandum dilakukan dengan bantuan genetika, fisiologi, genomika, statistik, hingga bioteknologi. Dengan demikian, domestikasi sebenarnya tidak pernah benar-benar berhenti; metode yang digunakan manusia saja yang semakin berkembang.
Dari Rumput Liar Menjadi Pilar Pangan Dunia
Hasil ribuan tahun domestikasi tersebut kini terlihat dalam skala produksi global. Pada akhir 2024, FAO memperkirakan produksi gandum dunia sekitar 789 juta ton. Bersama padi dan jagung, gandum merupakan salah satu serealia utama dunia dan menyediakan sekitar seperlima kalori serta protein yang dikonsumsi manusia secara global.
Kemampuannya diolah menjadi berbagai jenis makanan turut memperkuat posisinya. Gandum dapat berubah menjadi roti, mi, pasta, couscous, biskuit, kue, dan berbagai makanan tradisional maupun modern. Karena itu, gandum bukan hanya tanaman pertanian. Ia terhubung dengan petani, industri penggilingan, perdagangan internasional, rumah tangga, restoran, hingga budaya kuliner masyarakat.
Ketika Gandum Menghadapi Dunia yang Berubah
Keberhasilan selama ribuan tahun tidak berarti masa depan gandum bebas dari tantangan. Kekeringan, temperatur tinggi, salinitas, penyakit, dan perubahan kondisi pertanian membuat pemuliaan gandum modern tidak lagi hanya mengejar hasil. Peneliti juga berupaya meningkatkan toleransi terhadap cekaman, resistensi terhadap penyakit, efisiensi penggunaan sumber daya, kualitas biji, dan kandungan nutrisi.
Menariknya, kerabat liar gandum kembali mendapat perhatian. Tumbuhan liar dapat menyimpan variasi genetik untuk toleransi terhadap kekeringan, panas, ataupun penyakit. Aegilops tauschii, misalnya, yang dahulu menyumbangkan genom D dalam pembentukan gandum roti, kini kembali dipelajari sebagai sumber variasi genetik untuk membantu gandum menghadapi lingkungan yang berubah.
Ada ironi menarik dalam perjalanan ini. Setelah ribuan tahun menjauhkan gandum dari nenek moyang liarnya melalui domestikasi, manusia kini kembali mempelajari tumbuhan liar untuk membantu gandum menghadapi masa depan. Pertanyaannya pun tidak lagi hanya bagaimana menghasilkan lebih banyak biji, tetapi bagaimana mempertahankan produksi ketika air terbatas, suhu meningkat, musim berubah, dan tekanan penyakit terus berkembang.
Dari Jejak Domestikasi ke Masa Depan Pangan
Kisah gandum jauh lebih luas daripada kisah sebuah tanaman. Dari rumput liar di Fertile Crescent, gandum mengalami domestikasi, seleksi, dan hibridisasi hingga menjadi salah satu sumber pangan utama dunia. Di balik roti, mi, dan pasta yang kita konsumsi sehari-hari tersimpan sejarah evolusi, genetika, pertanian, dan pilihan manusia selama ribuan tahun.
Namun perjalanan gandum belum selesai. Perubahan iklim, keterbatasan air, penyakit, serta kebutuhan akan pertanian yang lebih produktif dan berkelanjutan menghadirkan tantangan baru. Keragaman genetik, fisiologi tumbuhan, dan pemuliaan tanaman akan menentukan seberapa baik gandum mampu mempertahankan produktivitas sekaligus beradaptasi terhadap lingkungan yang terus berubah.
Pertanyaan-pertanyaan tersebut harus menjadi bagian dari upaya kita memahami bagaimana tumbuhan tumbuh, beradaptasi, dan merespons lingkungannya. Melalui penelitian fisiologi tumbuhan, ketahanan tanaman terhadap cekaman, riset kolaboratif, dan pendidikan, Pefordei Inovasi Nusanatara (Pefordei Research) berupaya menghubungkan sains dasar dengan tantangan nyata pertanian dan ketahanan pangan. Dengan mempelajari tanaman seperti gandum, kita tidak hanya melihat kembali perjalanan domestikasinya, tetapi juga mencari bagaimana tanaman penting ini dapat terus menopang kehidupan manusia di masa depan.