VARIASI VENASI SAYAP LEBAH MADU DI INDONESIA M. ARIEK DIMAS SANTOSO

Transkripsi

1 i VARIASI VENASI SAYAP LEBAH MADU DI INDONESIA M. ARIEK DIMAS SANTOSO DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2017

2

3 iii PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Variasi Venasi Sayap Lebah Madu di Indonesia adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juni 2017 M. Ariek Dimas Santoso NIM G

4 ABSTRAK M.ARIEK DIMAS SANTOSO. Variasi Venasi Sayap Lebah Madu Indonesia. Dibimbing oleh BERRY JULIANDI dan RIKA RAFFIUDIN. Keanekaragaman lebah di Indonesia cukup tinggi termasuk spesies lebah madu. Identifikasi spesies lebah madu sangat penting untuk melindungi keberlangsungan hidup serangga polinator ini. Sayap merupakan bagian yang penting untuk dipelajari pada serangga. Morfometrika geometris merupakan metode analisis yang cukup kuat untuk mengidentifikasi spesies serangga. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis variasi venasi sayap antar spesies lebah madu A. mellifera, A. cerana, A. dorsata, A. andreniformis, dan A. koschevnikovi menggunakan metode morfometrika geometris. Metode yang dilakukan yaitu pengambilan gambar sayap lebah dan analisis data dengan membuat digitasi landmark pada venasi sayap lebah menggunakan perangkat lunak Thin Plate Spline (TPS). Deskripsi dan analisis variasi venasi sayap dilakukan menggunakan morfometrika geometris berdasarkan 19 titik anatomis venasi melalui perangkat lunak tpsdig2 dan tpsrelw. Hasil plot ordinasi Relative Warp (RW) menunjukkan bahwa terdapat variasi venasi sayap antara lima spesies lebah madu. Morfologi venasi sayap A. mellifera, A. cerana dan A. koschevnikovi memiliki tingkat variasi yang rendah dan sebaliknya variasi sangat tinggi pada venasi A. andreniformis serta A. dorsata. Grid deformasi dengan jelas menunjukkan pola variasi venasi yang berbeda antar setiap spesies lebah. Titik venasi sayap yang memiliki variasi tinggi adalah pada (1) titik pertemuan Rs dan prestigma, (2) titik pertemuan Rs+m dan 2 nd arbiscissa of Rs, (3) titik pertemuan Rs dan 2r-m, dan (4) ujung titik Rs. Selanjutnya, metode morfometrika geometris venasi sayap juga mampu memisahkan setiap spesies lebah dalam cluster masing-masing pada pohon filogeni yang dibangun menggunakan metode Neighbour Joining, sehingga metode ini dapat digunakan membedakan spesies lebah di Indonesia. Kata kunci: Morfometrika geometris, venasi sayap, Apis andreniformis, Apis dorsata, Apis koschevnikovi, Apis mellifera

5 v ABSTRACT M.ARIEK DIMAS SANTOSO. Wing Venation Variation Honey Bees of Indonesia. Supervised by BERRY JULIANDI dan RIKA RAFFIUDIN. The diversity of bees in Indonesia is quiet high, including honey bee. Identification species of honey bee is very important, thus, able to maintain the sustainability of the existence of this important pollinator insects. Wings are the most interesting part to study in any species of insect including bees. Further, the geometric morphometric is a strong analytical method to identify the species of insect. The purpose of this research was to analyze wing venations variation among five honey bee species in Indonesia, i.e. A. mellifera, A. cerana, A. dorsata, A. andreniformis, and A. koschevnikovi by using geometric morphometric method. The methods employed were: honey bee wing photograph and landmark digitation on wing venation using Thin Plate Splin (TPS) software. Analysis and description of the wing venation variations were conducted by using geometric morphometric analysis based on the 19 anatomically points of venation through tpsdig2 and tpsrelw software. The result of Relative Warp (RW) ordination plot showed variations of wing venation among the five species of honey bees. Wing venations morphology of A. mellifera, A. cerana, and A. koschevnikovi have high similarities level, however, high variations occur in the wing venations of A. andreniformis and A. dorsata. Grid deformations clearly show the difference patterns of honey bees wing venations among the five species. In general, the points of wing venation that show highly variations are at the meeting point of venation between: (1) Rs and prestigma, (2) Rs+m and 2 nd arbiscissa of Rs, (3) Rs and 2r-m, and (5) at the end of Rs point. Moreover, morphometric geometric wings venation method is also able to separate the species of honey bee based on phylogenetic tree by using neighbour joining approach; therefore, this method is able to distinguish the honey bee species in Indonesia. Keyword: Geometric morphometric, wing venation, Apis andreniformis, Apis dorsata, Apis koschevnikovi, Apis mellifera

6 VARIASI VENASI SAYAP LEBAH MADU INDONESIA M. ARIEK DIMAS SANTOSO Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2017

7 vii

8

9 ix PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan kasih sayang dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini berjudul Variasi Venasi Sayap Lebah Madu di Indonesia merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Biologi, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr Berry Juliandi, MSi dan Ibu Dr Ir Rika Raffiudin, MSi selaku Pembimbing, yang telah memberikan banyak pelajaran dan bimbingan serta nasihat-nasihat yang luar biasa. Terima kasih kepada dosen Penguji Ibu Dr. Triadiati, MSi yang telah membantu menguji dan mengkoreksi skripsi ini dengan baik. Terima kasih juga kepada Kak Andi, Kak Alfiyan, Kak Nurul yang telah banyak membantu, serta memberikan pengetahuannya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Kak Tiara, Kak Febri Rahayu dan Kak Ishmah atas motivasi yang diberikan. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Orang Tua tercinta yang selalu memberikan dukungan, semangat, khususnya kepada Ibu penulis yang selalu mendo akan dan Ayah penulis yang selalu bersedia meluangkan waktunya untuk selalu mendampingi penulis sehingga semua kegiatan karya ilmiah ini dapat terselesaikan dengan baik. Tidak lupa kepada teman-teman Biologi IPB 50 yang telah banyak membantu dan memberikan motivasi. Kiranya mohon maaf apabila masih banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak. Penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Bogor, Juni 2017 Penulis M. Ariek Dimas Santoso

10 DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR Viii DAFTAR TABEL Viii DAFTAR LAMPIRAN viii PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 2 METODE 2 Bahan dan Alat 2 Pengambilan Gambar 2 Analisis Data 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 5 Hasil Penelitian 5 Pembahasan 10 SIMPULAN DAN SARAN 11 Simpulan 11 Saran 12 DAFTAR PUSTAKA 12 LAMPIRAN 14 RIWAYAT HIDUP 16

11 xi DAFTAR TABEL 1 Lokasi sampel lebah madu 2 2 Letak dan titik anatomi venasi sayap lebah madu 5 3 Bending energies, Procrustes distances (d), and angles 8 (radians) diantara spesies Apis 4 Data Relative Warp (RW) dan presentase variansnya 8 DAFTAR GAMBAR 1 Morfologi 5 spesies lebah madu 3 2 Contoh digitasi sayap konsensus 4 3 Titik anatomi venasi sayap lebah madu 6 4 Venasi sayap lebah madu dengan grid deformasinya 7 5 Plot ordinasi pada RW1 dan RW2 9 6 Pohon Neighbour Joining Apis 10 DAFTAR LAMPIRAN 1 Data koordinat kartesius konsensus (rata-rata) masingmasing spesies Apis 15

12

13 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Lebah madu (Hymenoptera: Apidae) merupakan serangga sosial penghasil madu yang berperan sebagai polinator utama (Michener 2000). Secara ukuran morfologi lebah madu dapat dibagi menjadi tiga tipe yaitu dwarf honeybees, medium sized honeybees, dan giant honeybees. Berdasarkan tipe sarang, lebah madu dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu open nesting honeybees dan cavity nesting honeybees. Indonesia memiliki banyak keanekaragaman spesies lebah madu. Terdapat tujuh spesies lebah madu genus Apis yang ada di Indonesia diantaranya adalah Apis cerana, A. koschevnikovi, A. nigrocincta, A. mellifera, A. dorsata, A. andreniformis, dan A. florea (Raffiudin dan Crozier 2007). Empat spesies yang disebutkan di awal merupakan lebah madu kelompok cavity nesting, sedangkan A. dorsata, A. andreniformis dan A. florea merupakan kelompok open nesting (Hepburn dan Radloff 2011). A. andreniformis, A. dorsata, A. cerana, A. koschevnikovi, dan A. nigrocincta merupakan lebah madu asli Indonesia (Engel 2012). Berbagai metode telah dikembangkan untuk mempermudah proses identifikasi setiap spesies lebah madu di lapangan yang penting untuk melihat keanekaragaman hayati lebah. Metode yang telah dikembangkan meliputi morfometrika (Ruttner et al. 1989), biokimia (Kandemir dan Kence 1995) dan metode molekuler, termasuk DNA mitokondria (Palmer et al. 2000) dan mikrosatelit (Oleska dan Tofilski 2014). Karakter morfologi telah lama digunakan untuk mempelajari keragaman dan hubungan kekerabatan pada spesies lebah madu. Venasi sayap merupakan karakter morfologi yang sering digunakan sebagai karakteristik yang khas pada setiap spesies serangga termasuk lebah madu. Variasi pada sayap lebah madu dapat digunakan untuk membedakan antar spesies atau antar sub spesies serta untuk melihat hubungan kekerabatannya. Salah satu studi untuk melihat variasi venasi sayap spesies lebah madu adalah melalui metode morfometrika. Morfometrika adalah metode yang mendeskripsikan karakter-karakter morfologi melalui pengukuran, penghitungan dan pemberian score (Bookstein 1991). Metode morfometrika merupakan salah satu perangkat penelitian biologi yang cukup kuat karena dapat diaplikasikan untuk menyimpulkan data numerik dan grafik morfologi suatu spesies, mengetahui kekerabatan suatu spesies tertentu, variasi morfologi dari suatu spesies serta identifikasi spesies (Daly 1985; MacLeod dan Forey 2002). Morfometrika geometris diketahui lebih baik dibandingkan dengan morfometrika tradisional karena berbasis pada analisis penggambaran bentuk dalam koordinat kartesius. Selain menggunakan jarak dan sudut, morfometrika geometris menggunakan titik-titik koordinat yang disebut landmark (Slice 2007). Metode morfometrika geometris yang mampu memetakan suatu proses deformasi dari suatu bentuk ke bentuk lainnya dengan pergerakan titik-titik anatomis salah satu contohnya adalah Thin Plate Splin (TPS). Perubahan bentuk pada perangkat TPS tersebut dapat dibedakan menjadi komponen yang seragam (affine) dan tidak seragam (non-affine). Kedua komponen tersebut akan menunjukkan bentuk grid deformasinya (Bookstein 1991). Penggunaan metode morfometrika geometris

14 dengan menggunakan software TPS. Studi morfometrika geometris sayap lebah madu termasuk metodologi baru dan sudah digunakan untuk melihat variasi sayap empat spesies lebah madu asal Thailand sebagai database untuk studi biodiversitas lebah atau untuk rekaman fosil (Rattanawannee et al. 2010). Namun penelitian variasi venasi sayap spesies lebah madu di Indonesia belum pernah dilakukan. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan menganalisis variasi venasi sayap yang terdapat pada A. mellifera, A. cerana, A. dorsata, A. andreniformis, dan A. koschevnikovi menggunakan metode morfometrika geometris dan mempelajari hubungan kekerabatan antar spesies lebah. METODE Penelitian dilakukan pada bulan Desember 2016 hingga Januari 2017 di Divisi Fungsi dan Perilaku Hewan (FPH), dan Divisi Biosistematika dan Ekologi Hewan (BEH), Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Bahan dan Alat Objek penelitian yang digunakan adalah sampel sayap anterior bagian kanan lebah madu (A. mellifera, A. cerana, A. dorsata, A. andreniformis, dan A. koschevnikovi (Tabel 1, Gambar 1) kasta pekerja (worker) koleksi Dr Ir Rika Raffiudin MSi. Alat yang digunakan dalam penelitian ini ialah mikroskop stereo dan kamera Optilab. Tabel 1 Lokasi sampel lebah madu Spesies Lokasi Kolektor* Tahun Jumlah A. andreniformis Barangan, Sumatra Barat CF, RR A. dorsata Gunung Sampai, DH, CF 2016 Sukabumi 10 A. mellifera Boyolali YN, DH A. cerana Jawa Barat RR A. koschevnikovi Kalimantan Selatan AR Total 50 * Kolektor: CF = Cut Ferawati, RR = Rika Raffiudin, DH = Desmina Hutabarat, YN = Yuan Natalia, AR = Arif Rohmatullah Pengambilan Foto Sayap Lebah Penelitian ini menggunakan sepuluh spesimen sayap depan kanan dari setiap spesies lebah madu yang didapatkan dari berbagai lokasi di Indonesia. Sayap depan

15 3 sebelah kanan digunakan dalam penelitian ini untuk konsistensi karena penelitian umumnya menggunakan sayap depan kanan untuk analisis morfometrika (Ruttner 1987, Nazzi 1992, Rattanawannae et al. 2010, Abou-Shaara et al. 2012), sedangkan sayap depan kiri digunakan oleh Bouga dan Hajitna (2005) dan Tolfiski (2008). Sepuluh sampel lebah dapat mewakili data populasi untuk keperluan analisis statistik (Ruttner 1987). Sayap kanan dipotong di bagian pangkal sayap yang melekat pada mesoscutum menggunakan gunting dan sayap diletakkan di atas gelas objek menggunakan pinset. Pengambilan foto sayap lebah menggunakan mikroskop berkamera (Optilab). Foto sayap lebah selanjutnya digunakan untuk analisis digitasi. Gambar 1 Morfologi 5 spesies lebah madu Species Kasta Pekerja Spesies Kasta Pekerja A.c A.k (Ferawati 2015) (Hepburn dan Radloff 2011) A.d A.m (Hutabarat 2016) (Michener 1974) A.a (Ferawati 2015) Scale bar : 3 mm untuk semua gambar (A.c = A. cerana, A.d = A. dorsata, A.a = A. andreniformis, A.k= A. koschevnikovi dan A.m = A. mellifera)

16 Analisis Data Gambar sayap lebah madu dianalisis dengan menggunakan beberapa seri perangkat lunak TPS. TPS mendekomposisikan perubahan bentuk affine atau linier (komponen seragam) dan non-affine (komponen tidak seragam), yang dapat ditampilkan kedalam bentuk grid deformasi. Komponen seragam mempertahankan garis paralel pada grid deformasi sedangkan komponen tidak seragam mencerminkan perubahan spesifik pada titik-titik anatomis tertentu sehingga dapat diketahui perubahan dari grid deformasinya (Bookstein 1991; Zelditch et al. 2004). Penelitian ini menggunakan perubahan bentuk tidak seragam karena bentuk ini mencerminkan perubahan variasi. Setiap gambar sayap lebah madu didigitasi dengan menggunakan program tpsdig2 (Rohlf 2016a) untuk mendapatkan koordinat titik anatomis pada venasi sayapnya. Deskripsi sayap dilakukan dengan menggunakan 19 titik anatomis venasi sayap (Tabel 2). Contoh hasil digitasi sayap dapat dilihat pada Gambar 2. Gambar setiap sayap individu lebah madu didigitasi sebanyak 5 kali untuk mengurangi kesalahan dalam digitasi. Selanjutnya, nilai rata-rata koordinat dari setiap ulangan dihitung dengan perangkat lunak tpsrelw (Rohlf 2016b). Nilai koordinat rata-rata ini kemudian disimpan sebagai database koordinat venasi sayap untuk spesies lebah madu yang bersangkutan. Koordinat rata-rata spesies dihitung dari koordinat masing-masing individu anggota spesies tersebut dengan menggunakan perangkat lunak tpsrelw (Rohlf 2016b). Visualisasi hasil digitasi rataan spesies dengan perangkat lunak tpssuper. Visualisasi bentuk deformasi sayap setiap spesies lebah madu menggunakan perangkat lunak tpssplin untuk melihat variasi setiap titik dalam bentuk tidak seragam (Rohlf 2004). Setiap individu hasil perhitungan tpsrelw menempati sebuah titik di ruang yang dibentuk oleh Relative Warp (RW) berdasarkan perubahan deformasinya. Nilai jarak antar spesies dihitung berdasarkan jarak euclideus setiap spesies pada ruang bentuk venasi sayap. Setiap spesies dikelompokkan berdasarkan kemiripannya dengan metode Neighbour Joining (Saitou dan Nei 1987) dalam paket Analysis Phylogenics And Evolutions (APE) (Paradis 2011). Pohon kekerabatan antar spesies kemudian dibuat dengan perangkat lunak R (R Development Team 2014).. Gambar 2 Contoh digitasi sayap konsensus

17 5 Tabel 2 Letak dan titik anatomi venasi sayap lebah madu (Michener 2000) No. Deskripsi 1 Titik pertemuan Rs & prestigma 2 Titik Rs+M 3 Titik M+Cu 1 4 Titik M+Cu 2 5 Titik cu-v 6 Titik pertemuan V & Cu2 7 Titik pertemuan Cu1 & Cu2 8 Titik 1m-cu 1 9 Titik 1m-cu 2 10 Titik pertemuan Rs+m & 2 nd arbiscissa of Rs 11 Titik pertemuan 2 nd arbiscissa of Rs & Rs 12 Titik pertemuan r & stigma 13 Titik pertemuan Rs & 1r-m 14 Titik pertemuan Rs & 2r-m 15 Ujung titik Rs 16 Titik 2r-m 17 Titik ujung 2m-cu 1 18 Titik 1r-m 19 Titik pertemuan 2m-cu & Cu Keterangan: 1m-cu, medio-cubital cross-vena pertama; 2m-cu, medio-cubital cross-vena kedua; 1r-m, radio-medial cross-vein pertama (cross-vena submarginal kedua); 2r-m, radio-medial cross-vein kedua (cross-vena submarginal ketiga); C, costa; Cu, cubitus; Cu1, cabang pertama cubitus; Cu2, cabang kedua cubitus; M, media (vena basal); r, radial cross-vena; r, radius; R1, cabang pertama dari radius; Rs, sektor radial (Michener 2000) HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL Hasil analisis titik anatomi venasi sayap kanan lima spesies lebah madu (A. mellifera, A. cerana, A. dorsata, A. andreniformis, dan A. koschevnikovi) diperoleh berdasarkan 10 spesimen masing-masing spesies. Titik anatomis pada Gambar 3 merupakan hasil nilai konsensus berdasarkan digitasi pada 19 titik venasi sayap lebah (Gambar 2, Tabel 2). Titik anatomis diperoleh dari hasil konsensus atau bentuk ratarata digitasi seluruh individu dari masing-masing spesies pada 19 titik anatomis venasi sayap. Konsensus titik anatomis tersebut berupa koordinat kartesius sumbu x dan y (Lampiran 1).

18 A B C D E Gambar 3 Titik anatomi venasi sayap lebah madu A. andreniformis (A), A. cerana (B), A. koschevnikovi (C), A. mellifera (D), A. dorsata (E). Grid deformasi untuk setiap spesies Apis kemudian dianalisis menggunakan visualisasi perangkat lunak tpssplin. Grid deformasi ini berfungsi untuk memperoleh citra variasi bentuk atau letak setiap titik landmark antar setiap spesies Apis. Visualisasi bentuk perbedaan dan bentuk perubahan adalah tujuan dan dasar kekuatan utama dari morfometrika geometris (Mitteroeker dan Gunz 2009). Visualisasi bentuk sayap lebah madu digambarkan melalui grid deformasi venasi. Grid deformasi TPS menunjukkan arah pergerakan titik titik anatomis pada sayap Apis (Gambar 4). Secara umum, letak titik landmark 15, 14, 10, dan 1 memiliki nilai variansi yang lebih tinggi diantara seluruh spesies dengan masing-masing nilai ragam berturut-turut adalah S 2 = , , , dan Sedangkan titik landmark 12 dan 13 memiliki nilai variansi terendah yaitu berturut-turut adalah S 2 = dan A. andreniformis adalah spesies yang paling besar perbedaan bentuk deformasinya dibanding spesies lainnya. Posisi titik-titik anatomis venasi pada grid deformasi A. andreniformis lebih menyempit ke dalam apabila dibandingkan dengan lebah madu kelompok cavity nesting, yaitu pada titik 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 14, 15 dan 18. Hal tersebut karena titik-titik tersebut lebih bergerak ke arah inferior. A. andreniformis dan A. dorsata berbeda pada titik 1, 2, 11, 14, dan 17. Titik 1 pada A. andreniformis lebih bergerak ke arah lateral kiri sehingga lebih menyempit. Pada A. dorsata lebih lebar karena bergerak ke arah lateral kanan. Titik 2 A. andreniformis bergerak mendekati titik 1, sedangkan titik 2 A. dorsata sebaliknya. Titik 11 A.

19 7 andreniformis lebih bergerak ke arah inferior dibanding A. dorsata. dan titik 14, dan 17 A. dorsata lebih bergerak ke arah kanan (A) (C) (B) (D) (E.) Gambar 4 Venasi sayap lebah madu dengan grid deformasinya.apis andreniformis (A), Apis cerana (B), Apis koschevnikovi (C), Apis mellifera (D), Apis dorsata (E). A. mellifera dan A. cerana hanya berbeda pada titik 1 dan 15. Titik 1 pada A. cerana bergerak ke arah inferior sedangkan pada A. mellifera bergerak ke arah superior, begitu juga dengan titik 15. Walaupun secara morfologi kedua spesies ini berdekatan, namun Apis cerana dengan A. koschevnikovi berbeda di titik 1, 4, 15 dan 18. Sedangkan antara A. koschevnikovi dan A. mellifera perbedaannya ada pada titik 1, 4, 7, 12, 15, 18. Perbedaan antara open nesting dan cavity nesting yaitu pada daerah titik 1 sampai 10, dimana pada open nesting honeybees titik-titik tersebut lebih bergerak kearah dalam. Berdasarkan perhitungan konsensus sayap menggunakan perangkat lunak tpssplin didapatkan nilai bending energies, procuster distance (d) dan angles yang dapat digunakan untuk mendukung data diferensiasi antar spesies (Tabel 3). Bending energies menunjukkan besaran energi yang diperlukan pada bentuk venasi sayap setiap spesies agar dapat berubah menjadi bentuk rata-rata seluruh spesies. Procrustes distance dan angles menunjukkan besaran jarak dan sudut yang dibutuhkan setiap spesies agar dapat berubah menjadi bentuk rataan seluruh spesies. Nilai bending energy bukan perhitungan metrik jarak dan umumnya tidak digunakan untuk analisis statistika. Penggunaan angles juga sedikit digunakan karena perhitungan menggunakan angles berlebih dapat mengganggu analisis statistik. Oleh karena itu kedua komponen ini tidak bisa digunakan untuk menyimpulkan data

20 variasi (Mitteoroeker dan Gunz 2009). Nilai procrustes distance juga belum dapat menyimpulkan data variasi ataupun kekerabatan dengan jelas karena tidak menunjukkan arah jarak bergerak, nilai yang berdekatan belum tentu menunjukkan kedekatan variasi antar spesies. Tabel 3 Bending energies, Procrustes distances (d), dan angles (radians) diantara spesies Apis. Spesies Bending energies Procrustes distance (d) Angles A. andreniformis A. cerana A. koschevnikovi A. mellifera A. dorsata Hasil rata-rata digitasi seluruh individu diolah kembali dengan menggunakan tpsrelw. Kemudian, variasi sayap lebah pada komponen tidak seragam dirangkum dengan analisis komponen utama pada nilai perlekukan parsial yang menghasilkan nilai Relative Warp (RW). Nilai RW didapatkan berdasarkan bentuk rata-rata setiap individu. Analisis RW venasi sayap lebah didapatkan 34 RW (Tabel 4). Persentase variabilitas setiap RW menurun secara bertahap dari komponen pertama hingga komponen terakhir. Variasi venasi dalam nilai RW digambarkan dalam bentuk plot ordinasi (Gambar 5). Plot ordinasi hanya dapat menampilkan dua nilai RW. Nilai RW RW 1 dan RW 2 dapat menjelaskan 73,62 % variasi sayap antar spesies Apis. Venasi sayap A. cerana, A. koschevnikovi, A. mellifera memiliki kedekatan morfologi. Tabel 4 Data RW dan presentase sayap Apis RW % Kumulatif (%) RW % Kumulatif (%)

21 9 Gambar 5 Plot ordinasi pada RW1 dan RW2. A. andreniformis (1-10; merah), A. cerana (11-20; jingga), A. koschevnikovi (21-30; kuning), A. mellifera (31-40; hijau), A. dorsata (41-50; biru). Nilai RW kemudian digunakan untuk proses analisis selanjutnya yang akan melihat hubungan filogeni antar Apis menggunakan perangkat lunak ProgramR. Matrik jarak euclideus digunakan sebagai data untuk pengelompokan bentuk sayap lebah madu berdasarkan kesamaan. Hasil filogeni menunjukkan bahwa A. andreniformis berada dalam satu clade dengan A. dorsata (Gambar 5a), dan A. koschevnikovi, A. cerana, A. mellifera berada dalam clade yang terpisah namun masih berdekatan. Gambar 5b menunjukkan penggambaran hasil rata-rata dari setiap spesies Apis karena pada pohon kekerabatan Gambar 5a terdapat overlap pada individu nomor 14 dan 11 yang merupakan A. cerana.

22 A 5 A. dorsata A. koschevnikovi 3 1 A. andreniformis B 4 A. mellifera 2 A.cerana Gambar 6 Pohon Kekerabatan Neighbour Joining. Pohon antara seluruh individu Apis, A. andreniformis (1-10), A. cerana (11-20), A. koschevnikovi (21-30), A. mellifera (31-40), dan A. dorsata (41-50) (A). Pohon antara rataan spesies (B). PEMBAHASAN Setiap serangga memiliki pola dan kompleksitas venasi sayap yang sangat bervariasi, sehingga venasi sayap sering digunakan sebagai karakteristik yang khas pada setiap spesies serangga. Beberapa studi sudah menjelaskan bahwa morfometrika sayap mampu digunakan untuk mengidentifikasi beberapa spesies lebah serta membedakan variasi venasi antar spesies seperti pada stingless bees (Vijayakumar

23 11 dan Jayaraj 2013), bumble bees (Aytekin et al. 2007), dan pada subspesies lebah madu Apis mellifera (Miguel et al. 2011). Hasil digitasi penelitian ini berdasarkan rata-rata semua spesies menghasilkan titik anatomis pada sayap kanan lima spesies Apis tersebut. Titik anatomis yang diperoleh berdasarkan hasil konsensus atau ratarata dari digitasi 19 titik landmark sayap lebah. Bentuk sayap dan venasi dijelaskan dengan titik titik anatomis yang homolog. Sayap serangga memiliki struktur dua dimensi sehingga mudah untuk diberikan pelabelan nomor, serta memberikan informasi yang spesifik pada taksa yang berbeda menggunakan morfometrika geometris (Klingenberg et al. 2001). Analisis geometris morfometrika titik-titik anatomis sayap Apis disajikan dalam bentuk Relative warp ordination plot. Hasil plot menunjukkan bahwa analisis sayap lebah madu menghasilkan 34 Relative warp (RW). Distribusi dari lima spesies lebah madu pada nilai RW1 dan RW2 menunjukkan adanya pengelompokan (cluster) dari kelompok A. cerana, A. koschevnikovi, dan A. mellifera. Artinya terdapat kemiripan morfologi venasi sayap antara tiga Apis tersebut yang termasuk dalam kelompok cavity nesting honeybees atau medium size honeybees (Hepburn dan Radloff 2011). Sedangkan untuk A. andreniformis dan A. dorsata membentuk kelompok yang terpisah. Hasil Relative warp venasi sayap lebah tersebut sesuai dengan topologi pohon filogeni yang dikonstruksi menggunakan metode Neighbour Joining yaitu A. andreniformis dan A. dorsata berada dalam clade yang terpisah. Kesesuaian lainnya adalah kedekatan clade tiga species cavity nesting A. cerana, A. koschevnikovi, dan A. mellifera. Diantara ketiga spesies tersebut, venasi lebah A. cerana lebih mengelompok dengan A. mellifera dibandingkan dengan A. koschevnikovi. Kedekatan antara A. cerana dan A. mellifera ini didukung dengan hanya terdapat dua titik variasi venasi antara kedua spesies lebah cavity nesting. Hasil ini berbeda dengan analisis filogeni lebah berdasarkan morfologi (Engel 1998) dan molekuler (Raffiudin dan Crozier 2007), yaitu A. cerana dan A. koschevnikovi berada dalam clade yang berdekatan. SIMPULAN Analisis menggunakan metode morfometrika geometris dapat digunakan untuk mempelajari variasi venasi sayap A. andreniformis, A. cerana, A. koschevnikovi, A. mellifera, dan A. dorsata. Secara umum titik venasi sayap yang memiliki variasi tinggi adalah titik 1, 10, 14, dan 15 yaitu bertutut-turut adalah titik pertemuan Rs dan prestigma, titik pertemuan Rs+m dan 2 nd arbiscissa of Rs, titik pertemuan Rs dan 2r-m, dan ujung titik Rs. Perbedaan variasi antar spesies lebah madu terlihat jelas melalui masing-masing plot ordinasi. Lebah cavity nesting A. cerana, A. koschevnikovi, dan A. mellifera memiliki kemiripan venasi sayap yang tinggi sehingga memiliki kekerabatan yang tinggi pada pohon filogeni. Variasi yang sangat tinggi terdapat pada lebah open nesting A. andreniformis dan A. dorsata sehingga membentuk clade yang jauh terpisah. Dengan demikian, morfometrika geometris venasi sayap lebah dapat digunakan untuk mengidentifikasi spesies lebah.

24 Saran Perlu dilakukan analisis lanjut mengenai hubungan antara seluruh spesies lebah madu yang terdapat di Indonesia, serta dilakukan perbandingan venasi sayap lebah madu antara kasta pekerja dan jantan menggunakan metode morfometrika geometris. DAFTAR PUSTAKA Abou-Shaara HF, Draz KA, Al-Aw M, Eid K Stability of honey bee morphological characters within open populations. Uludag Bee J. 12 (1): Aytekin AM, Terzo M, Rasmont P, Cagatay N Landmark based geometric morphometric analysis of wing shape in Sibiricobombus Vogt (Hymenoptera: Apidae: Bombus Latreille). Ann. Soc. Entomol. Fr. 43(1) : Bookstein FL Morphometric tools for landmarks data: Geometry and Biology. Cambridge (GB): Cambridge Press. Bouga M, Hajitna F Genetic variability in Greek honey bee (Apis mellifera L.) populations using geometric morphometrics analysis. Di dalam: Gruev B, Nikolova M, Donev A. Proceedings of the Balkan scientific conference of biology ; Mei 2005 ; Plovdiv, Bulgaria. Plovdiv (BG): Morphometric and MtDNA Analysis. hlm Daly HV Insect morphometrics. Annu. Rev. Entomol. 30(1): Engel MS Fossil honey bees and evolution in the genus Apis (Hymenoptera: Apidae). Apidologie. 29 (3): Engel MS The honey bees of Indonesia (Hymenoptera: Apidae). Truebia. 39(1) : Ferawati C Variations in the Density and Ultramorphometric of Antennal Sensilla between Apis andrenisformis and Apis cerana in the Three Castes of Honey Bees. [Thesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Hepburn HR, Radloff SE Honeybees of Asia. New York (US) : Springer. Hutabarat DK Densitas dan Ultramorfometrik Sensila Antena pada Ratu dan Pekerja Lebah Apis dorsata dan Lebah Trigona laeviceps. [Thesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Kandemir I, Kence A Allozyme variability in a central Anatolian honeybee (Apis mellifera L.) population. Apidologie. 26: Klingenberg CP, Badyaev AV, Sowry SM, Beckwith NJ Inferring developmental modularity from morphological integration: analysis of individual variation and asymmetry in bumblebee wings. American Naturalist. 157: MacLeod N, Forey PL Morphology, Shape, and Phylogeny. London (GB): CRC Press. Michener CD The Sosial Behaviour of the Bees: A Comparative Study. Cambridge (GB): Belknap Press of Harvard University Press. Michener CD The Bees of The World First Edition. Baltimore (US): The John Hopkins University Press.

25 Miguel I, Baylac M, Iriondo M, Manzano C, Garnery L, Estonba A Both geometric morphometric and microsatellite data consistently support the differentiation of the Apis mellifera M evolutionary branch. Apidologie. 42(2): Mitteroecker P, Gunz P Advances in geometric morphometrics. Evol. Biol. 36 : Nazzi F Morphometric analysis of honey bees from an area of racial hybridization in northeastern Italy. Apidologie. 23: Palmer MR, Smith DR, Kaftanoğlu O Turkish honey bees: genetic variation and evidence for a fourth lineage of Apis mellifera mtdna. J. Hered. 91: Paradis E Analysis of Phylogenetics and Evolution with R Second Edition. New York (US): Springer. R Development Team R: A Language and Environmental for Statistical Computing Version Vienna (AT): R Foundation for Statistical Computing. Raffiudin R, Crozier RH Phylogenetic analysis of honeybee behavioral evolution. Mol Phylogen Evol. 43: Rattanawannee A, Chanchao C, Wongsiri S Gender and species identification of four native honey bees (Apidae: Apis) in Thailand based on wing morphometric analysis. Annu.Ent. Soc. Amer. 103(6): Rohlf FJ tpssplin Version Stony Brook (US): Department of Ecology and Evolution-State University of New York. Rohlf FJ. 2016a. tpsdig2version Stony Brook (US): Department of Ecology and Evolution-State University of New York. Rohlf FJ. 2016b. tpsrelw Version Stony Brook (US): Department of Ecology and Evolution-State University of New York. Ruttner F Biogeography and Taxonomy of Honeybees. Berlin (DE): Springer- Verlag. Ruttner F, Kauhausen D, Koeniger N Position of red honey bee, Apis koschevnikovi (Buttel-Reepen 1906), within the Genus Apis. Apidologie. 20(5) : Saitou N, Nei M The Neighbour joining method: a new method for reconstrusing phylogenetics trees. J. Mol. Biol. Evol. 4(4): Slice DE Geometric morphometrics. Annu. Rev. Anthropol Tofilski A Using geometric morphometrics and standard morphometry to discriminate three honeybee subspecies. Apidologie. 39 : Vijayakumar K, Jayaraj R Geometric morphometry analysis of three species of stingless bees in India. Internat J Life Sciences and Educational Res. 1(2): Zelditch LM, Swiderski DL, Sheet HD, Fink WL Geometric Morphometrics for Biologist: A primer. Elsevier Academic Press (US): Elsevier. 13

26 LAMPIRAN

27 15 Lampiran 1 Data konsensus (rata-rata) koordinat kartesius masing-masing spesies Apis Titik Anatomis Apis andreniformis Apis cerana Apis koshevnikovi Apis mellifera Apis dorsata 1x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y x y

28 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 25 Juli Penulis merupakan anak pertama dari tiga orang bersaudara dari Ayah Mu min Santoso dan Ibu Dyah Soekasto. Penulis menyelesaikan pendidikan di SMAN 100 Jakarta tahun Tahun 2013 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri Undangan (SNMPTN atau Undangan) dengan pilihan Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan mengambil minor Komunikasi Fakultas Ekologi Manusia. Selama mengikuti kegiatan perkuliahan, penulis aktif di organisasi kemahasiswaan yaitu Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) sebagai pengurus website HIMABIO, Divisi Informasi dan Komunikasi , penulis juga menjadi anggota di Manajemen IPB Mengajar Divisi Media, Informasi dan Desain Tahun 2016 melakukan praktik lapangan di Taman Wisata Mekarsari Bogor dengan topik Manajemen Budidaya Tanaman Buah Ornamental Delima Mini (Punica granatum).