PEMBAHASAN UMUM Evolusi Molekuler dan Spesiasi

Transkripsi

1 PEMBAHASAN UMUM Evolusi Molekuler dan Spesiasi Taksonomi atau sistematik adalah hal yang penting dalam klasifikasi organisme dan meliputi beberapa prosedur seperti identifikasi dan penamaan. Sekarang dikenal 9000 spesies burung di dunia dan kurang dari 1% dari jumlah total spesies masih belum diketahui penamaannya. Teori netral mengenai evolusi molekuler yang diajukan oleh Motoo Kimura (1968) menjadi perdebatan di antara para ahli evolusi. Karena masih menjadi pertanyaan apakah evolusi molekuler disebabkan seleksi alam atau random neutral drift. Neutralisme menyebutkan bahwa sebagian besar bentuk protein adalah ekuivalen secara selektif, seleksi tidak membedakan satu protein dari yang lain. Evolusi molekuler didorong oleh random drift (penyimpangan secara acak). Kimura (1968) mengatakan bahwa evolusi morfologi didorong oleh seleksi, tetapi evolusi molekuler tidak. Mutasi gen adalah perubahan dalam struktur materi hereditas yaitu DNA. Ketika struktur DNA berubah maka akan menyebabkan perubahan pada protein yang diatur oleh DNA. Kita dapat mengukur perbedaan antara kaki dan tangan dua spesies, tetapi karena hubungan antara kakitangan dan gen yang mengkode anggota badan itu tidak diketahui, kita tidak bisa memperkirakan seberapa banyak mutasi yang menghasilkan perubahan tertentu pada anggota badan. Namun kita dapat mengetahui hampir pasti berapa banyak mutasi yang mengubah hemoglobin anjing menjadi hemoglobin ayam. Jumlah perubahan genetik adalah variabel yang penting dalam teori evolusi (Ridley 1991). Penyimpangan genetik menghasilkan perubahan dalam gen populasi, karena itu menghasilkan perubahan evolusioner. Evolusi melalui penyimpangan adalah tanpa tujuan dan tidak progresif (Kimball 1991). Klasifikasi hewan dapat disumbang oleh hierarki fenetik atau filogenetik. Hierarki fenetik adalah penggolongan berdasarkan persamaan

2 103 bentuk kelompok yang sedang diklasifikasikan seperti panjang kaki, warna kulit, jumlah sirip punggung dan sebagainya. Hierarki filogenetis adalah sistem klasifikasi berdasarkan pada pola keturunan evolusioner. Prinsip fenetik atau filogenetik bisa sejalan atau tidak tergantung pada spesies yang diklasifikasi. Klasifikasi fenetik dan filogenetik sama jika taraf evolusi kira-kira tetap dan arahnya menyebar (divergent) seperti yang terjadi pada manusia, simpanse dan kelinci (Ridley 1991). Spesies dapat didefinisikan sebagai sebuah populasi, atau kumpulan populasi, individu fertil, secara reproduksi terisolasi dari individu populasi lain dan memiliki karakter umum tertentu yang membedakan mereka dengan populasi yang serupa atau kumpulan populasi. Jika terjadi cross breeding dari dua spesies yang berbeda, maka keturunannya akan steril (Pettingil 1969,; Darlington 1966). Spesies dibedakan dengan kombinasi karakter taksonomi seperti morfologi, ukuran, bentuk, dan karakter ekologi yang lain seperti tipe niche, tanda-tanda mengajak kawin berupa tipe lagu maupun sarang dan pola umum perilaku. Setiap spesies memperlihatkan variasi diantara individu. Jika spesies terpisah jauh, maka variasi jarang terjadi, kalaupun ada akan terjadi seragam, tapi cenderung mengelompok dalam populasi lokal. Spesies yang menyebar luas dengan kombinasi karakter yang cukup berbeda dari populasi lain disebut subspesies (ras) (Pettingil 1969) Penyebaran spesies biasanya dibagi ke dalam beberapa populasi lokal dan dengan pertukaran waktu, populasi jadi terpecah oleh beberapa faktor geografi ke dalam populasi yang terisolasi dan setiap populasi ini mungkin membentuk karakter yang berbeda. Biasanya perbedaan menjadi cukup tajam untuk mendesain setiap populasi menjadi subspesies. Jika faktor isolasi terus-menerus berjalan, perbedaan yang akan datang akan berakumulasi dan membentuk barrier fisiologi yang menghapus kesempatan untuk kawin. Dua populasi kemudian terisolasi secara reproduksi dari yang satu ke yang lainnya dan akan menjadi spesies (Pettingil 1969; Darlington 1966).

3 104 Subspesies didefinisikan secara geografi terbatas populasinya yang mempunyai karakter taksonomi tertentu yang umum yang dapat membedakan mereka dari populasi yang satu dengan yang lainnya dalam satu spesies. Semua subspesies bersifat fertil yang dapat saling kawin jika dua atau lebih subspesies bertemu (Pettingil 1969). Pengelompokan subspesies beo Dalam penelitian ini karakter morfologi yang dapat digunakan sebagai pembeda adalah cuping kuduk dan ukuran tubuh. Dengan melihat cuping kuduk dan ukuran tubuh kita dapat mengetahui darimana beo berasal. Kelebihan analisis morfologi tidak memerlukan biaya tinggi dan relatif sederhana (mudah dilakukan). Tetapi metode ini memiliki beberapa kelemahan yaitu : tidak bisa menentukan murni tidaknya burung beo (tidak dapat diketahui apakah beo tersebut hasil perkawinan silang atau bukan) dan tidak dapat menentukan jantan dan betina, karena burung beo termasuk monomorf. Dari pengamatan morfologi khususnya bentuk khas cuping kuduk dari masing-masing kelompok beo adalah : (1) beo medan memiliki pangkal cuping kuduk terpisah dan bersatu dengan cuping di pipi membentuk segitiga (gambar pada Tabel 4) (2) beo kalimantan memiliki cuping kuduk yang terpisah, dan cuping pipi seperti tempe (gambar UK3 pada Tabel 5) (3) beo nias memiliki pangkal cuping kuduk yang bersatu, dan cuping di pipi membelok ke depan (gambar pada Tabel 4) (4) beo campuran nias dan kalimantan memiliki cuping kuduk yang terpisah agak jauh, dan cuping pipi membentuk segitiga ke bawah (gambar beo UK2 dan UK4 pada Tabel 5) (5) beo flores memiliki cuping kuduk yang membentuk garis di atas kepala dan cuping pipi seperti tempe. Dari sisi ukuran tubuh maka beo nias memiliki ukuran terbesar, disusul oleh beo flores, beo kalimantan, dan beo medan. Secara morfologis bentuk cuping kuduk beo medan dan beo kalimantan jelas berbeda, dengan adanya cuping kuduk yang berbentuk segitiga di pipi, sedangkan beo kalimantan memiliki cuping kuduk terpisah

4 105 dan cuping kuduk di pipi seperti tempe (gambar pada Tabel 4). Ukuran tubuh beo kalimantan lebih besar dibandingkan beo medan. Beo medan memiliki cuping kuduk yang serupa dengan beo thailand utara (G.r. intermedia) yaitu cuping kuduk bersatu dengan cuping pipi membentuk segitiga di pipi (gambar pada Tabel 4). Demikian pula dengan runutan nukleotida di daerah D-loop domain I memperlihatkan hasil yang benarbenar sama dengan beo thailand utara (G.r.intermedia). Dengan demikian beo medan yang selama ini disebut satu subspesies dengan beo kalimantan (G.r.religiosa) perlu ditinjau kembali penamaannya. Beo thailand utara termasuk ke dalam subspesies G.r.intermedia menurut Hay (1844). Subspesies beo ini menyebar di kaki pegunungan Himalaya, India timur, Nepal, Burma, Indochina, Hainan, Thailand dan Kra (Peters 1962). Dari hasil analisis dengan menggunakan SPSS pada morfometri dengan jarak pengelompokkan 20 diperoleh dendrogram yang menunjukkan adanya empat kelompok besar burung beo (Tabel 16) yaitu kelompok : a) beo yang tidak diketahui asal usulnya (UK4 dan UK2) b) beo nias (N1, N2, N3, N4, N5, N6, N7, N8) c) beo medan (M1 dan M2) dan d) beo kalimantan (K1, K2, K3), beo Flores (F1 dan F2) dan beo yang tidak diketahui asal usulnya (UK1, UK3). Hasil pengukuran morfometri memberikan hasil yang hampir selaras dengan analisis perunutan di daerah D-loop mtdna. Kelompok beo UK2-UK4 lebih dekat dengan kelompok beo nias, sedangkan beo medan lebih dekat hubungannya dengan beo UK1, padahal dari bentuk cuping kuduk jelas berbeda, yaitu beo UK1 memiliki cuping kuduk berbentuk garis lurus ke atas kepala, dan beo medan mempunyai bentuk cuping kuduk yang bersambung dengan cuping di pipi membentuk segitiga. Nampaknya ukuran morfometri dapat digunakan untuk menentukan kekerabatan antar burung beo, namun tidak setepat hasil perunutan DNA. Berdasarkan hasil analisis kelompok utama pada aktivitas harian burung beo di penangkaran dengan menggunakan SPSS diperoleh dendrogram yang menunjukkan adanya dua kelompok besar yaitu a)

5 106 kelompok beo nias (N1), beo medan (M1) dan beo flores (F1) serta b) beo kalimantan (K1). Perilaku hewan ditentukan oleh faktor dalam (fisiologis Tabel 16. Kelompok subspesies beo berdasarkan berbagai metode analisis kekerabatan Metode Analisis Kekerabatan Pembeda Jumlah Kelompok Subspesies Morfometri Ukuran tubuh 4 Nama Kelompok Subspesies UK2 dan UK4; N1,N2,N3,N4,N5,N6,N7,N8; M1, M2; K1, K2, K3, F1, F2, UK1, dan UK3 Aktivitas Harian Aktivitas Harian 2 N1, M1 dan F1; K1 Gambaran Darah Eritrosit 2 Darah Utuh 2 N1, N2, N3, K1, K2, F2 dan M1; UK1, UK2,UK3, UK4, N4, K3, M2, F1 Kalimantan, Nias, UK2, UK3; Medan (M1, M2) Perunutan Daerah D-Loop DNA mitokondrion Nukleotida 6 Medan (M1, M2) Nias Murni (N1) Campuran Nias dan Kalimantan (N2, N3, N4, K1, K3, UK2, UK4) Kalimantan Murni (K2, UK3) Flores (F1, F2) Kemungkinan Sumbawa (UK1) Keterangan: N= Nias; K= Kalimantan; M= Medan; F= Flores; UK1, UK2, UK3, UK4=beo yang tidak diketahui asal-usulnya dan genetik) dan faktor luar (lingkungan). Karena itu ada perbedaan perilaku antara hewan yang dikandangkan maupun yang hidup di alam Dalam penelitian ini, pengamatan perilaku dilakukan di kandang sehingga burung beo sudah mengalami adaptasi selama lebih dari lima tahun. Karenanya dalam penelitian ini hasil analisis aktivitas harian burung beo tidak dapat dijadikan alat untuk menganalisis kekerabatan antar subspesies burung beo, namun berguna untuk pengelolaan beo agar tetap lestari. Menurut Archawaranon (11 April 2006, komunikasi pribadi) tidak

6 107 terdapat perbedaan aktivitas harian antara beo thailand utara (G.r. intermedia) dan thailand selatan (G.r. religiosa) demikian pula untuk aspek hematologi tidak terdapat perbedaan diantara keduanya. Sehingga aktivitas harian dan gambaran darah (hematologi) tidak dapat digunakan untuk menganalisis kekerabatan burung beo. Hasil analisis kelompok utama berdasarkan ukuran panjang dan lebar sel darah merah dan inti sel darah merah dengan menggunakan SPSS menunjukkan adanya dua kelompok besar yaitu : a) kelompok beo nias (N1, N2, N3), beo medan (M1), beo kalimantan (K1, K2), dan beo flores (F2) serta b) kelompok beo nias (N4), beo medan (M2), beo kalimantan (K3), beo flores (F1) dan beo yang tidak diketahui asal usulnya (UK1, UK2, UK3, UK4). Berdasarkan gambaran darah secara keseluruhan (eritrosit, kadar hemoglobin, nilai hematokrit dan leukosit) dengan menggunakan SPSS dengan jarak pengelompokkan 20 diperoleh dendrogram yang menunjukkan adanya dua kelompok besar yaitu kelompok a) beo nias, beo kalimantan, beo UK3, dan beo UK2 serta b) beo medan, beo flores dan beo UK1 dan beo UK4 (Tabel 16). Dari hasil analisis gambaran darah memperlihatkan beo nias berkerabat sangat dekat dengan beo kalimantan dan berkerabat sangat jauh dengan UK4 (campuran kalimantan dan nias). Beo medan membentuk satu kelompok dengan beo flores. Hasil analisis gambaran darah dalam penelitian ini menunjukkan ketidak sesuaian dengan perunutan DNA di daerah D-loop mtdna, dimana beo medan mempunyai jarak genetik yang paling jauh dengan beo flores dengan perbedaan nukleotida sebesar 17 nukleotida. Ketidaksesuaian hasil analisis dalam penelitian ini diduga karena beo yang digunakan berasal dari spesies yang sama, dan merupakan beo yang dipelihara di penangkaran dengan kondisi lingkungan yang seragam. Dengan demikian variasi yang mungkin disebabkan oleh faktor lingkungan tidak dijumpai dalam penelitian ini. Namun demikian gambaran hematologis melengkapi penelitian ini dan berguna untuk menentukan suatus kesehatan hewan.

7 108 Analisis hematologi darah sangat berguna untuk suatus kesehatan hewan dan untuk mendiagnosis ada tidaknya penyakit, namun demikian dalam penelitian ini ditemukan bahwa metode ini tidak memberikan hasil yang sesuai dengan hasil analisis perunutan DNA di daerah D-loop mtdna. Menurut Puerta et al. (1990) faktor-faktor yang mempengaruhi variasi gambaran darah adalah keadaan lingkungan, perubahan musim, ketinggian (altitude), makanan, stress, aktivitas fisiologi yang tinggi, ada tidaknya penyakit dan sebagainya. Dari hasil perunutan DNA di daerah D-loop mtdna, beo kalimantan memiliki perbedaan dengan beo medan sebesar dua nukleotida yaitu di posisi ke 38 dimana T C dan posisi 130 dimana T A. Dibandingkan dengan beo medan, kebanyakan beo kalimantan tidak bisa meniru suara yang didengarnya. Dengan ciri-ciri morfologis dan perunutan DNA yang berbeda maka beo kalimantan tidak bisa dikelompokkan bersama-sama dengan subspesies beo medan. Dengan perbedaan ini, sudah sewajarnya beo medan dan beo kalimantan di kelompokkan dalam dua subspesies yang berbeda. Jika dibandingkan dengan beo thailand, maka ukuran morfologi maupun bentuk cuping kuduk beo medan mendekati ukuran beo thailand ras utara (G.r.intermedia). Cuping kuduk beo thailand utara menyerupai cuping kuduk beo medan yaitu membentuk segitiga di pipi (Archawaranon & Mevatee 2002). Beo medan ternyata memiliki runutan nukleotida yang persis sama dengan beo thailand utara (G.r. intermedia). Dalam hal ini perlu pelurusan taksonomi bagi beo medan. Dengan ditemukannya pengelompokan beo murni dari Kalimantan maka sudah sewajarnya beo kalimantan diberi nama subspesies yang berbeda dengan beo medan, tidak lagi G.r.religiosa. Demikian pula perlu ditinjau kembali penamaan untuk kelompok campuran beo nias dan beo kalimantan. Dalam menganalisis kekerabatan burung beo penelitian, yang paling menunjang klasifikasi burung beo adalah dengan perunutan DNA di daerah D-loop mtdna domain I, karena variabilitasnya sangat tinggi, bahkan tertinggi di seluruh genom (Aquadro & Greenberg 1983). Dengan

8 109 perunutan DNA ini dapat diketahui asal usul burung beo, dan dapat mengetahui apakah terjadi mutasi, delesi maupun insersi. Selain itu juga dapat mendeteksi apakah burung beo itu murni atau sudah terjadi percampuran akibat perkawinan. Kelebihan teknik perunutan DNA di daerah D-loop mtdna domain I ialah dapat membedakan subspesies burung beo secara akurat dan handal, dan ini sudah merupakan pembeda pada struktur molekul yang paling kecil dalam satu individu. Melalui pensejajaran berganda (multiple allignment) dengan menggunakan beo thailand utara dan beo thailand selatan (Genbank) sebagai pembanding, dihasilkan enam kelompok beo yaitu (1) kelompok medan (M1, M2) (2) kelompok campuran beo nias dan beo kalimantan (N2, N3, N4, K1, K3, UK2, UK4); (3) beo kalimantan murni (K2, UK3); (4) beo nias murni (N1); (5) beo flores (F1, F2) dan (6) kemungkinan besar beo sumbawa (UK1). Strategi Konservasi Genetik Burung Beo Penerapan studi genetik dalam permasalahan konservasi didasari oleh teori genetika populasi, yang mempelajari tentang faktor-faktor yang menentukan komposisi genetik suatu populasi dan bagaimana faktorfaktor tersebut berperan dalam proses evolusi (Halliburton 2004). Terdapat beberapa faktor yang sangat berperan dalam kejadian evolusi pada suatu populasi yaitu mutasi, rekombinasi, seleksi alam, genetic drift, gene flow dan perkawinan yang tidak acak (Fan et al. 2002; Halliburton 2004). Faktor-faktor tersebut akan memunculkan keragaman genetik pada suatu populasi, dan hal ini merupakan informasi yang paling berguna untuk memahami kekuatan-kekuatan yang menyebabkan evolusi (Cavalli-Sforza 1998). Keragaman genetik yang tinggi akan sangat membantu suatu populasi beradaptasi terhadap perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya (Halliburton 2004). Informasi dasar yang dibutuhkan dalam upaya melestarikan burung beo Indonesia ialah jumlah dan penyebaran populasi burung beo di alam. Beberapa ahli biologi menyarankan bahwa usaha untuk menyelamatkan

9 110 sejumlah individu biasanya cukup efektif untuk mempertahankan keragaman genetik (Lande 1988). Di Pulau Nias populasi terakhir ekor sehingga kurang efektif, jadi disarankan untuk segera ditangkarkan dan di reintroduksi ke Pulau Nias. Selain itu, informasi mengenai ketersediaan habitat, perburuan, pengelolaan yang telah dilakukan, juga diperlukan informasi mengenai analisis daya hidup populasi dan habitat (Population Habitat Viability Analysis) yang biasanya diprakarsai oleh IUCN-Captive Breeding Specialist Group. Strategi konservasi genetik burung beo pada dasarnya dapat dilakukan dengan upaya konservasi in-situ maupun konservasi ex-situ. Upaya konservasi in-situ dilakukan di habitat alaminya seperti perbaikan habitat dengan cepat, identifikasi keanekaragaman genetik, dan reintroduksi burung beo sesuai asalnya. Upaya konservasi burung beo secara ex-situ dilakukan di luar habitat aslinya, seperti di penangkaran, kebun binatang maupun Taman Safari. Upaya ini sangat memungkinkan kita untuk melakukan program breeding selain bertujuan untuk pelestarian juga untuk menghasilkan burung beo bibit unggul yang memiliki kepandaian menirukan suara dengan baik, lebih tahan penyakit dan memiliki penampilan yang bagus misalnya mengawinkan antar subspesies burung beo. Namun demikian hasil dari penangkaran ini tidak boleh dikembalikan ke alam, karena akan mempengaruhi kemurnian genetik beo asli daerah tersebut. Secara umum, strategi konservasi genetik burung beo yang perlu dilakukan ialah (1) Peraturan pemerintah/ Undang-undang (2) Kelembagaan yang akan menunjang kegiatan konservasi genetik burung beo (3) Sumber dana (4) Penyuluhan dan pendidikan kepada masyarakat (5) Inventarisasi dan identifikasi keanekaragaman genetik burung beo di Indonesia (6) Penelitian dan pengembangan (misalnya: pengawetan material hidup melalui teknik kriopreservasi, baik untuk inseminasi buatan maupun In Vitro Fertilization (IVF) dll.).