Salah satu cara kami menguji perubahan transgenerasi tersebut adalah dengan memaparkan pohon (ek dan hazel) pada tingkat CO₂ yang tinggi, yang diperkirakan akan terjadi di Inggris pada tahun 2050. Hal ini dilakukan di fasilitas Birmingham Institute for Forest Research (Bifor) di hutan Staffordshire – salah satu eksperimen perubahan iklim terbesar di dunia, di mana “array” pohon (petak-petak hutan melingkar) terpapar 150 bagian per juta (ppm) CO₂ di atas konsentrasi ambien.
Penelitian Membra di sana menemukan bahwa keturunan pohon yang terpapar kadar CO₂ ini merespons secara sangat berbeda terhadap stresor lingkungan lebih lanjut – dengan cara yang dapat membuat mereka lebih tangguh. Misalnya, biji ek dari pohon ek yang terpapar CO₂ jauh lebih besar dan bibitnya menunjukkan pertumbuhan yang lebih cepat serta peningkatan ketahanan terhadap patogen seperti embun tepung – sebuah tanda kuat bahwa kondisi lingkungan yang dialami pohon induk dapat membentuk ketahanan keturunan.
Hingga saat ini, analisis molekuler menunjukkan bahwa memori yang diwariskan dari paparan ini tertanam dalam gen pohon yang terlibat dalam mekanisme pertahanan. Kaitan langsung dengan ketahanan harus diidentifikasi dalam beberapa tahun ke depan seiring dengan perkembangan analisis data kami.
Menariknya, efek menguntungkan ini paling terasa selama tahun-tahun “masa keemasan”, ketika pohon menghasilkan panen biji yang melimpah, menunjukkan bahwa siklus reproduksi pohon ek dewasa serta ketersediaan sumber daya merupakan kunci keberhasilan pewarisan sifat adaptif terhadap stres oleh pohon ek. Demikian pula, bibit pohon ek yang telah mengalami paparan kekeringan berulang kali menunjukkan peningkatan toleransi terhadap kekeringan – yang menunjukkan bahwa beberapa pohon dapat “mempersiapkan” keturunannya agar lebih tangguh dalam menghadapi stres iklim yang berulang.
Penelitian kami juga menunjukkan bahwa pohon muda dapat dipersiapkan secara artifisial untuk ketahanan. Misalnya, perawatan dini dengan senyawa alami tertentu meningkatkan ketahanan bibit pohon ek terhadap penyakit embun tepung, memicu respons biokimia dan transkripsi yang memungkinkan mereka membangun pertahanan yang lebih cepat dan lebih kuat. Persiapan ini bertindak seperti semacam memori imunologis – dalam hal ini tidak diwariskan tetapi diinduksi – dan berpotensi membuka jalan baru untuk meningkatkan kesehatan dan regenerasi hutan.
Yang penting, spesies sangat berbeda dalam cara mereka mewariskan pengalaman lingkungan kepada keturunannya. Pohon hazel yang terpapar kondisi CO₂ tinggi yang sama di hutan Bifor menghasilkan kacang yang lebih kecil dan bibit yang seringkali gagal tumbuh setelah berkecambah. Jadi, alih-alih menggunakan strategi pengadaan benih yang seragam untuk semua jenis, pengelola kehutanan mungkin perlu menyesuaikan keputusan berdasarkan respons spesifik spesies terhadap tekanan lingkungan di masa lalu. Menyadari pentingnya riwayat lingkungan induk, terutama untuk faktor stres seperti kekeringan, dapat membentuk cara kita memilih dan mempersiapkan generasi pohon berikutnya.
Hal ini juga dapat berarti memikirkan kembali bagaimana dan kapan kita mengumpulkan benih. Pada spesies seperti ek, pengumpulan benih dari tahun-tahun awal dapat meningkatkan kemungkinan mewariskan sifat adaptif yang bermanfaat. Dalam semua kasus, memahami cara kerja memori pohon, tidak hanya dalam masa hidup pohon tetapi lintas generasi, menawarkan alat penting untuk membangun bentang alam pohon yang lebih adaptif dan tangguh di dunia yang berubah dengan cepat ini.
