Studi Fenetik Katak Rana nicobariensis Stoliczka, 1870 (Ranidae) di Pulau Siberut dan Daerah Dataran Rendah Sumatera Barat

Transkripsi

1 Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013 Studi Fenetik Katak Rana nicobariensis Stoliczka, 1870 (Ranidae) di Pulau Siberut dan Daerah Dataran Rendah Sumatera Barat Meliya Wati 1, Djong Hon Tjong 2, dan Syaifullah 2 1 Prodi Pendidikan Biologi STKIP PGRI Sumbar Padang, 2 Jurusan Biologi Universitas Andalas Padang Sumbar Meliyawatibio@gmail.com Abstrak. Kekayaan fauna Sumatera belum tergali sepenuhnya, khususnya Amphibia yang termasuk kelompok beragam. F. nicobariensis merupakan salah satu spesies dari Ranidae yang penyebarannya luas di daratan Asia terutama daratan Sunda yaitu pulau Sumatera termasuk Sumatera Barat. Penyebaran spesies ini di Sumatera Barat ditemukan di dataran rendah hingga dataran tinggi dan di kepulauan Mentawai khususnya Pulau Siberut. Sejarah geologi pulau Siberut menunjukkan terjadinya penyatuan dan pemisahan kembali sejak jutaan hingga ribuan tahun yang lalu. Isolasi geografis menyebabkan pulau ini memiliki tingkat endemik yang sangat tinggi (Dring, McCarthy dan Whitten, 1990) 1. Penelitian ini bertujuan untuk mengamati hubungan kekerabatan secara fenetik spesies katak F. nicobariensis di Pulau Siberut dan daerah dataran rendah di mainland Sumatera Barat. Metode penelitian yang digunakan dengan pengukuran morfometrik menurut Heyer et al. (1994) 2 dan Djong et al. (2007) 3 dan sampel dikoleksi langsung dari lapangan. Analisis menunjukkan bahwa terdapat differensisasi karakter morfometrik antara populasi F. nicobariensis dari Siberut dengan populasi F. nicobariensis dari dataran rendah di Sumatera Barat. Berdasarkan analisis PCA pada semua individu sampel di tiga populasi tersebut didapatkan nilai eigen 0,009 dengan persentase nilai 19,97 persen dan 32,26 persen. Karakter-karakter yang ditemukan mengalami differensiasi terdapat 12 karakter morfometrik. Hubungan kekerabatan populasi katak F. nicobariensis antara populasi yang di pulau Siberut menunjukkan differensiasi yang cukup jauh dengan populasi yang berasal dari Dataran rendah Sumatera Barat. Kata Kunci: Hubungan Kekerabatan, Fenetik, Rana nicobariensis, Siberut, Sumatera Barat PENDAHULUAN Keanekaragaman flora dan fauna yang terdapat di pulau Sumatera termasuk peringkat tertinggi dan salah satu pusat keanekaragaman dalam gugusan pulau Sunda. Salah satu keanekaragaman yang sering disorot adalah keanekaragaman Amphibia (Natus, 2005) 1. Saat ini jumlah Spesies Amphibia yang sudah diketahui di pulau Sumatera sebanyak 90 Spesies (Mistar, 2003) 2. Penyebaran spesies tersebut di Sumatera Barat ditemukan di dataran rendah hingga dataran tinggi dan di kepulauan Mentawai khususnya Pulau Siberut. Berdasarkan sejarah geologisnya, gugusan Pulau Mentawai merupakan hasil dari tumbukan dua lempeng, yaitu Lempeng Samudera India dengan Lempeng Paparan Sunda pada Periode Tertiari (Verstappen (1975) cit. Hadi, et al. (2009)) 3. Sejarah geologi pulau Siberut menunjukkan terjadinya penyatuan dan pemisahan kembali sejak jutaan hingga ribuan tahun yang lalu. Isolasi geografis menyebabkan pulau ini memiliki tingkat endemik yang sangat tinggi (Dring, McCarthy dan Whitten, 1990) 4. Penelitian mengenai Amphibia belum banyak dilakukan di kepulauan tersebut salah satunya F. nicobariensis, khususnya mengenai variasi dan kekerabatan, yang dibandingkan dengan daratan Sumatera, Semirata 2013 FMIPA Unila 119

2 Meliya Wati, dkk: Studi Fenetik Katak Rana nicobariensis Stoliczka, 1870 (Ranidae) di Pulau Siberut dan Daerah Dataran Rendah Sumatera Barat khususnya Sumatera Barat. Daratan Sumatera Barat juga memiliki keunikan geografis, karena terdiri dari dataran rendah hingga dataran tinggi. Menurut Schuh (2000) 5 variasi ekologis dan barier geografis memunculkan karakter yang berbeda pada individu dalam satu spesies, dan akan meningkatkan diferensiasi genetik yang nantinya dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru. Kajian variasi dan diferensiasi spesies dapat diterapkan dengan menggunakan metode morfometrik (Wien, 2000) 6. METODE PENELITIAN Penelitian ini menggunakan metode survey dan koleksi langsung di lapangan. Pengukuran sampel mengacu pada metode Heyer et al. (1994) 6 dan Tjong et al. (2007) 7. Adapun karakter yang diukur sebanyak 31 karakter (Gambar 1.) diantaranya; Panjang Badan (PB), Panjang Kepala (PK), Lebar Kepala (LK), Jarak Dari Moncong Sampai Tympanum (JMT), Panjang Moncong (PM), Jarak Dari Hidung Sampai Moncong (JHM), Jarak Dari Mata Sampai Moncong (JMM), Jarak Dari Hidung Sampai Tympanum (JHT), Jarak Dari Mata Sampai Hidung (JMH), Jarak Dari Mata Sampai Tympanum (JMTi), Diameter Tymapanum (DT), Jarak Dari Mandibula Sampai Hidung (JMHi), Jarak Dari Mandibula Sampai Mata Bagian Depan (JMMD), Jarak Dari Mandibula Sampai Mata Bagian Belakang (JMMB), Jarak Inter Nares (JIN), Diameter Mata (DM), Jarak Inter Orbital (JIO), Panjang Kelopak Mata (PKM), Panjang Manus Sampai Digiti (PMD), Panjang Branchium (PBr), Panjang Antebranchium (PAb), Panjang Kaki Belakang (PKB), Panjang Femur (PF), Panjang Tibia (PT), Panjang dari Metatarsus Sampai Ujung Jari Keempat Kaki belakang (PMTJ4), Panjang Dari Tarsus Sampai Jari Keempat Kaki Belakang (PTJ4),Panjang Jari Ketiga Kaki Depan (PJ3KD), Panjang Jari Pertama Kaki Gambar 1. Pengukuran karakter morfologi katak Depan (PJ1KD), Panjang Jari Keempat Kaki Belakang (PJ4KB), Panjang Tubercula Metatarsal Bagian Dalam (PTM), Panjang Jari Pertama Kaki Belakang (PJIKB). Data hasil pengukuran yang didapatkan dianalisis dengan menggunakan program NTSYSpc 2.02i, MVSP 3.1 dan SPSS. HASIL DAN PEMBAHASAN Studi fenetik dilakukan untuk melihat variasi dan hubungan kekerabatan antar populasi-populasi di Sumatera dan Pulau Siberut. Populasi-populasi tersebut terpisah secara fisik yaitu lautan dan jarak. DIFERENSIASI ANTAR POPULASI Variasi karakter-karakter morfometrik dapat dijumpai pada karakter-karakter yang signifikan yaitu terdapat 12 karakter (Tabel 1) Karakter-karakter tersebut adalah panjang badan (PB), panjang kelapa (PK), lebar kepala (LK), jarak dari mata sampai moncong (JMM), diameter mata (DM), jarak inter orbital (JIO), panjang branchium (PBr), panjang kaki belakang (PKB), panjang dari tarsus sampai ujung jari keempat kaki belakang (PTJ4), panjang 120 Semirata 2013 FMIPA Unila

3 Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013 tubercula metatarsal bagian dalam (PTM), panjang jari pertama kaki depan (PJ1KD). Populasi pulau Siberut yang berada di seberang laut Barat Sumatera, juga terisolasi dari populasi lainnya. Hal ini menyebabkan kecilnya kemungkinan terjadinya breeding antar populasi (Voris, 2000) 8. Variasi morfometrik juga dapat disebabkan oleh kondisi habitat. Perbedaan ekologis tersebut dipengaruhi oleh kondisi geologis seperti ketinggian yang berpengaruh pada iklim termasuk suhu. Keadaan geografis dan kondisi habitat membentuk seleksi alam yang ditunjukkan pada diferensiasi karakter. Kutrup, Bulbul, dan Yilmaz, (2006) 9 meneliti hubungan kekerabatan pada jenis kodok hijau yang berasal dari populasi dataran rendah dan dataran tinggi serta kawasan mediterania dan menemukan perbedaan pada panjang badan dan lebar tympanum serta panjang jari kaki nomor satu. Tabel 1. Diferensiasi morfologi yang ditunjukkan dengan karakterkarakter signifikan pada populasi F. nicobariensis berdasarkan analisis Kruskall-Wallis Test Karakter X 2 Df P PB PK LK JMM DM JIO PBR PKB PTJ PJ4KB PTM PJ1KB Keterangan : p signifikan 0.05; N: jumlah populasi; ns : non signifikan pada uji Kruskall- Wallis; * : signifikan dari hasil uji DIFERENSIASI ANTAR DUA POPULASI Hasil analisis karakter morfometrik dengan menggunakan Mann-Whittney U test terhadap F. nicobariensis (Tabel 2.) menunjukan karakter yang signifikan pada F. nicobariensis antara Padang dan Siberut yaitu 11 karakter, antara populasi Padang dan Pariaman 4 karakter dan Padang dan Pariaman terdapat 6 karakter. Analisis ukuran tubuh Amphibia selain dapat menunjukkan variasi antar populasi juga dapat mengarah pada diferensiasi (Babik dan Rafinski, , Castellano, , Shauble, ). Menurut Shauble (2004) 12, bahwa ukuran tubuh merupakan karakter morfometrik yang fundamental dalam hal yang berkaitan dengan fisiologi, ekologi dan tingkahlaku spesies. Wien, Sukumaran, Pyron dan Brown (2009) 14 menyatakan bahwa variasi dan diferensiasi yang ditunjang faktor genetik dalam waktu yang lama akan menuju evolusi. Tingkatan variasi pada tiap-tiap populasi disebabkan oleh mutasi, migrasi, seleksi alam dan genetic drift. HUBUNGAN KEKERABATAN ANTAR POPULASI Hasil analisis klaster UPGMA (Unweighted Pair Group Method Aritmatic Average) berdasarkan 31 karakter dari tiga populasi menghasilkan hubungan kekerabatan yang terdiri dari dua klaster (dua kelompok populasi). Klaster yang pertama adalah kelompok Pariaman dan Padang yang merupakan populasi yang paling dekat kekerabatannya. Kelompok klaster yang kedua adalah populasi yang berasal dari Siberut yang berkerabat jauh dari populasi Pariaman dan Padang (Gambar 2. Dan 3.). Jarak kekerabatan antar populasi dapat diamati pada nilai Euclidian (Tabel 3.). Nilai Euclidian F. nicobariensis antara Siberut dan Padang pada jantan 8,03 dan antara Pariaman dan Siberut 3,34 serta antara Padang dan Pariaman 3,49 Semirata 2013 FMIPA Unila 121

4 Meliya Wati, dkk: Studi Fenetik Katak Rana nicobariensis Stoliczka, 1870 (Ranidae) di Pulau Siberut dan Daerah Dataran Rendah Sumatera Barat Berdasarkan nilai Euclidian tersebut, nilai Euclidian tertinggi adalah antara populasi Padang dan Siberut yaitu 8,03 sedangkan yang terendah Pariaman dan Siberut yaitu 3,34. Berdasarkan hasil PCA (Principal Component Analysis) populasi Padang dan Pariaman saling berdekatan, sedangkan pada populasi Padang dan pulau Siberut sedikit berjauhan. Berdasarkan nilai eigennya, nilai yang terbesar ditemui yaitu 32,26 dan peresentase terkecil adalah 19,97 persen. Hasil analisis ini lebih rendah dibandingkan dengan nilai eigen pada spesies F. limnocharis kompleks yang berasal dari Indonesia yang telah mengalami diferensiasi dengan persentase nilai sebesar 46,35 persen (Tjong et al., 2007) 7. Akan tetapi nilai-nilai eigen yang dihasilkan dari penelitian telah menunjukkan adanya variasi yang cukup besar antar populasi tersebut. Tabel 2. Diferensiasi morfologi yang ditunjukkan dengan karakter-karakter signifikan antar populasi F. nicobariensis berdasarkan Mann-Whitney U Test BETINA PADANG VS SIBERUT SIBERUT VS PARIAMAN PADANG VS PARIAMAN KARAKTER U P U P U P PB ns * * PK * ns ns LK * * * JHM * ns ns JMM * * ns DM * ns ns JIO * ns ns PKM ns ns * PBR ns * * PKB * ns ns PT * ns ns PTJ * ns ns PJ4KB * ns ns PTM ns ns * PJ1KB * ns * Keterangan : p signifikan 0.05; N: jumlah populasi; ns : non signifikan pada Mann- Whitney U Test; * : signifikan dari hasil uji Gambar 2. Fenogram hubungan kekerabatan populasi F. nicobariensis 122 Semirata 2013 FMIPA Unila

5 Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013 Tabel 3. Nilai Euclidian dari perbandingan populasi Siberut, Padang dan Pariaman Lokasi Siberut Padang Pariaman Siberut - 8,03 3,34 Padang 8,03-3,49 Pariaman 3,34 3,49 - Gambar 3. Diferensiasi morfologi F. nicobariensis berdasarkan PCA (Principal Component Analysis) KESIMPULAN Berdasarkan analisis terhadap variasi dan hubungan kekerabatan terhadap populasi-populasi F. nicobariensis dapat disimpulkan bahwa terdapat 12 karakter yang signifikan antara lokasi tersebut dan mengalami diferensiasi menjadi dua klaster. Klaster terjauh adalah klaster populasi pulau Siberut. Saran untuk penelitian lanjutan adalah perlunya mengamati variasi dan kenekaragaman secara genetik untuk melihat lebih jelas hubungan kekerabatan dan diferensiasi yang terjadi pada populasipopulasi F. nicobariensis di Sumatera. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih hanya ditujukan kepada Bapak Dr. Djong Hon Tjong dan Bapak Dr. Syaifullah. DAFTAR PUSTAKA Natus, I. R Biodiversity And Endemic Centres Of Indonesian Teresterial Vetebrates. genehmigte Dissertation. der Universität Trier. Mistar Panduan Lapangan Amfibi. Kawasan Ekosistem. UGM Press. Hadi S. H., T. Ziegler, M. Waltert Dan J. K. Hodges Tree Diversity and Forest Structure In Northern Siberut, Mentawai Islands, Indonesia. Tropical Ecology 50(2): International Society for Tropical Ecology. Dring, J. C. M., C. J. McCarthy and A. J. Whitten The terrestrial herpetofauna of the Mentawai Islands, Indonesia. Indo-Malayan Zoology 6: Schuh, R. T Biological Systematic: Principles and Aplications. Cornell University Press. London. Heyer, W.R Variation within the Leptodactylus podicipinus-wagneri complex of frogs (Amphibia: Leptodactylidae). Smithsonian Contributions to Zoology, 546: Tjong, H. T, M. Matsui, M. Kuramoto, D. M. Belabut, H. S. Yong, M. Nishioka, dan M. Sumida. (2007). Morphological divergence, reproductive isolating mechanism and molecular phylogenetic relationship among Indonesian, Malaysian and Japanese populations of the Fejervarya limnocharis complex (Anura, Ranidae). Zoological Science. 24: Voris, H. K Maps of Pleiostocene sea Levels in Shoutheast asia : Shorclines, River Systems and Time Durations. Journal of Biogeography. 27: Kutrup, B. Ufuk, B dan Nuthayat, Y Effect of the ecological conditions on Semirata 2013 FMIPA Unila 123

6 Meliya Wati, dkk: Studi Fenetik Katak Rana nicobariensis Stoliczka, 1870 (Ranidae) di Pulau Siberut dan Daerah Dataran Rendah Sumatera Barat morphological variations of the green toad, Bufo viridis in Turkey. Ecol Res. 21: Babik, W. dan Rafinski, J Morphometric Differentiation of The Moor Frog (Rana arvalis Nilss.) In Central Europe. J. Zool. Syst. Evol. Research Castellano, S. dan C. Giacoma Morfometric and Advertisement Call Geographic Variation in Polyploid Green Toad. Biol J Linn Soc. 70: Schauble, C Variation in the Body Size and Sexual Dimorphism Across Geographical and Environmental Space in the Frogs Limnodynastes tasmaniensis and L. peronii. Biol J Linn Soc 82: Wien, J. J., J. Sukumaran, R. A. Pyron, dan R. m., Brown Evolutionary and Biogeographic Origins of High Tropical Diversity in Old World Frogs (Ranidae). Original Article. The society for the study of Evolution : Semirata 2013 FMIPA Unila