Analisis Populasi Undur-Undur Laut Hippa adactyla Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan Pendekatan Morfometrik dan Genetik di Pantai Berpasir Cilacap dan Kebumen
ANALISIS POPULASI UNDUR-UNDUR LAUT Hippa adactyla Fabricius, 1787
(CRUSTACEAN: HIPPIDAE) BERDASARKAN PENDEKATAN MORFOMETRIK
DAN GENETIK DI PANTAI BERPASIR CILACAP DAN KEBUMEN
WAHYU MUZAMMIL
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Analisis Populasi UndurUndur Laut Hippa adactyla Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan
Pendekatan Morfometrik dan Genetik di Pantai Berpasir Cilacap dan Kebumen
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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Wahyu Muzammil
NIM C251120181
RINGKASAN
WAHYU MUZAMMIL. Analisis Populasi Undur-Undur Laut Hippa adactyla
Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan Pendekatan Morfometrik dan
Genetik di Pantai Berpasir Cilacap dan Kebumen. Dibimbing oleh YUSLI
WARDIATNO dan NURLISA ALIAS BUTET.
Undur-undur laut (mole crab) hidup di ekosistem pantai berpasir zona
intertidal. Organisme yang hidup di lingkungan ini salah satunya beradaptasi
dengan meliangkan dirinya di pasir, guna membantu mereka bertahan hidup.
Wilayah pesisir Indonesia merupakan salah satu daerah sebaran undur-undur laut
terutama famili Hippidae, salah satunya di pesisir selatan Jawa Tengah terutama
di Kabupaten Cilacap dan Kebumen. Masyarakat dikedua daerah ini
memanfaatkan undur-undur laut sebagai umpan memancing dan bahan makanan
khas berupa rempeyek. Pengambilan sampel undur-undur laut dilakukan di bagian
pasang surut (zona intertidal) pantai berpasir di Kecamatan Adipala, Kabupaten
Cilacap dan pantai berpasir di Kecamatan Buluspesantren, Kabupaten Kebumen.
Pengambilan sampel dilakukan pada bulan Agustus 2014 dengan menggunakan
alat tangkap sorok dengan luas sapuan sepanjang 3 km (1.5 km dengan satu kali
ulangan) menyusuri pantai.
Total Hippa adactyla yang ditangkap dan dianalisis sebanyak 118 individu
asal Cilacap yang terdiri atas 27 jantan (23%), 91 betina (77%); sebanyak 102
individu asal Kebumen yang terdiri atas 46 jantan (45%) dan 56 betina (55%).
Kedua populasi ini memiliki nilai rasio panjang dan lebar karapas di atas 1, hal ini
menunjukkan pergerakan H. adactyla bergerak dominan dengan arah vertikal
(backward locomotion). Terdapat delapan rasio karakter morfometrik yang dapat
dijadikan penciri utama yang membedakan undur-undur laut asal Cilacap dan
Kebumen berdasarkan analisis diskriminan. Pusat sebaran karakter morfometrik
Cilacap (1.042) terpisah dengan pusat sebaran karakter morfometrik Kebumen (1.205).
Amplifikasi gen 16S rRNA dari kedelapan DNA total H. adactyla
dilakukan dengan mesin PCR pada suhu penempelan primer (annealing) 45oC,
dimana kedelapan sampel ini dikategorikan sebagai kelompok kaya A-T (A-T
rich) berdasarkan komposisi basa nukleotida. Terdapat 54 situs mutasi pada gen
16S rRNA antara H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen dibandingkan dengan H.
adactyla (KF051307.1) yang berasal dari luar Indonesia, terdiri dari 3 situs mutasi
insersi, 2 situs mutasi delesi, 29 situs transisi, dan 20 situs transversi. Terdapat 26
situs spesifik pada H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen jika dibandingkan
dengan H. adactyla yang berasal dari luar Indonesia serta Emerita talpoida
(KF182557.1) yang diperoleh dari GenBank.
Tidak adanya jarak genetik antara spesies H. adactyla asal Cilacap dan
Kebumen mengindikasikan antara H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen
diperkirakan merupakan satu populasi. Pola arus di perairan Cilacap dan
Kebumen memiliki peran yang sangat penting dalam hal konektivitas H. adactyla
asal Cilacap dan Kebumen.
Kata kunci: H. adactyla, analisis diskriminan, 16S rRNA, Cilacap, Kebumen
SUMMARY
WAHYU MUZAMMIL. Population Analysis of Mole Crab Hippa adactyla
Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Based On Morphometric and Genetic
Study in Cilacap and Kebumen Sandy Beach. Supervised by YUSLI
WARDIATNO and NURLISA ALIAS BUTET.
Mole crab (Hippa adactyla) lives in the intertidal zone of sandy beach
ecosystems. Mole crab usually burries into substrate to cope with environmental
stress. Indonesian coastal waters is one of the mole crab distribution area,
especially families Hippidae, such as in the south coast of Central Java, especially
in Cilacap and Kebumen sandy beach. Cilacap and Kebumen communities
utilizing mole crab as bait fishing and food ingredients such as ‘rempeyek’.
The samples was carried out on August 2014 at intertidal zone of Adipala
sandy beach in Cilacap district and intertidal zone of Buluspesantren sandy beach
in Kebumen district. Samples were caught using traditional fishing gear called
‘sorok’ along 3 km (1.5 km with one repetition).
Total Hippa adactyla were 118 individuals which caught in Cilacap that
consisted of 27 males (23%) and 91 females (77%); while 102 individuals that
were caught in Kebumen consisted of 46 males (45%) and 56 females (55%).
Carapace length to width ratio is above 1 in both population, it shows that the
locomotion of H. adactyla is dominant in the vertical direction (backward
locomotion).
There were eight morphometric characters ratio that can be used as major
factors to identify both populations based on discriminant analysis such as total
length:carapace length (TL:CL), carapace width:carapace length (CW:CL), left
and right coxa length:carapace length (LCo/RCo:CL), left merus length:carapace
length (LM:CL), left and right propodus length:carapace length (LP/RP:CL), and
left dactylus length:carapace length (LD:CL). Group centroid of morphometric
characters in Cilacap (1.042) were separate to group centroid of morphometric
characters in Kebumen (-1.205).
16S rRNA gene amplification of eight H. adactyla DNA by PCR machine
0
at 45 C annealing temperature. Composition of the nucleotide mtDNA 16S rRNA
gene of H. adactyla shows rich of adenine (A) and thymine (T) (A-T rich). There
are 54 mutations in the 16S rRNA gene between H. adactyla from Cilacap and
Kebumen compared with H. adactyla (KF051307.1) from outside of Indonesia,
consists of three sites of insertion, two sites of deletion, twenty nine sites of
transition, and twenty sites of transversion. There are 26 specific sites on H.
adactyla from Cilacap and Kebumen compared with H. adactyla from outside of
Indonesia and Emerita talpoida (KF182557.1) data from GenBank.
There is no genetic distance between species H. adactyla from Cilacap dan
Kebumen that indicates there are estimated one population. Current pattern in
Cilacap and Kebumen are important role in connectivity between H. adactyla
from Cilacap and Kebumen.
Keywords: H. adactyla, discriminant analysis, 16S rRNA, Cilacap, Kebumen
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
ANALISIS POPULASI UNDUR-UNDUR LAUT Hippa adactyla FABRICIUS,
1787 (CRUSTACEAN: HIPPIDAE) BERDASARKAN PENDEKATAN
MORFOMETRIK DAN GENETIK DI PANTAI BERPASIR CILACAP DAN
KEBUMEN
WAHYU MUZAMMIL
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji luar komisi pembimbing pada ujian tesis: Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc
Judul Penelitian
Nama
NIM
: Analisis Populasi Undur-Undur Laut Hippa adactyla
Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan
Pendekatan Morfometrik dan Genetik di Pantai
Berpasir Cilacap dan Kebumen
: Wahyu Muzammil
: C251120181
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Ir Yusli Wardiatno, MSc
Ketua
Dr Ir Nurlisa A. Butet, MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc
Tanggal Ujian: 14 Juli 2015
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MscAgr
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah swt, karena atas izin-Nya Penulis dapat
menyajikan tulisan ilmiah berdasarkan kegiatan penelitian yang dilakukan sejak
Agustus 2014. Karya ilmiah ini merupakan pengembangan bidang ilmu biologi
dan molekuler perikanan yang berjudul Analisis Populasi Undur-Undur Laut
Hippa adactyla Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan Pendekatan
Morfometrik dan Genetik di Pantai Berpasir Cilacap dan Kebumen.
Pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini tidak lepas dari
bantuan dan dukungan dari banyak pihak. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Institut Pertanian Bogor (IPB) yang telah menyediakan berbagai fasilitas
sehingga penelitian ini dapat diselesaikan.
2. Dr Ir Enan M Adiwilaga selaku Ketua Program Studi SDP untuk tahun studi
2010-2013 yang telah membantu tahapan penyelesaian studi dan penelitian.
3. Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc selaku Ketua Program Studi SDP untuk tahun studi
2014-2017 yang telah membantu tahapan penyelesaian studi dan penelitian.
4. Dr Ir Yusli Wardiatno, MSc dan Dr Ir Nurlisa A. Butet, MSc selaku dosen
pembimbing yang telah memberikan arahan dan masukan kepada Penulis dari
tahap awal pelaksanaan penelitian sampai pada tahap akhir penulisan karya
ilmiah ini.
5. Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc selaku dosen penguji dari program studi
yang telah memberikan masukan dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini.
6. Dr Majariana Krisanti, SPi MSi selaku dosen perwakilan dari program studi
yang telah memberikan masukan dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini.
7. Seluruh keluarga, terutama kepada Mama, Papa, Teh Lian, Teh Fani, Ridha,
Bang Ulas, My Nephew and Niece (Amer, Ayesha, Maher, Akmal), saudara
(Mba Ita, Mas Yadin, Uak Nur, A Opik) atas doa dan dukungan yang tidak
pernah putus sehingga tulisan ini berhasil diselesaikan.
8. Seluruh kolega laboratorium biologi molekular akuatik MSP IPB (Panji,
Findra, Agus, Yuyun, Syamsul, Dewi, Siska, Lella, Fajrin, Lita, Yustin,
Lusita, Febi, Ningsih, Dani Ajeng), staf laboratorium terpadu FPIK IPB (Ani
dan Faqih), unconditionally buddies (Fuquh, Panji, Bambang, Dede, Alim,
Dita, Nta, Mba Pepen, Bang Apri, Julmi), Keluarga Pak Sarmo (Kebumen)
serta Keluarga Pak Sugeng (Cilacap) atas kerjasamanya dalam pengambilan
sampel penelitian.
9. Seluruh rekan SDP 2011, SDP 2012, SDP 2013, rekan pondok d’qaka serta
teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas dukungan
yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Wahyu Muzammil
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan dan Manfaat Penelitian
2 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Bahan dan Alat
Pengambilan dan Identifikasi Sampel
Rasio Morfometrik
Analisis Hubungan Panjang-Bobot
Marka Gen 16S rRNA
Isolasi dan Ekstraksi DNA
Amplifikasi mtDNA dengan PCR
Produk PCR
Sekuensing dan Analisis Data Molekuler
Konservasi
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Diskriminan
Hubungan Panjang-Bobot
Amplifikasi DNA Gen 16S rRNA
Sekuensing DNA dan Pensejajaran Urutan Basa Nukleotida
Analisis Jarak Genetik dan Filogeni
Situs Mutasi Gen 16S rRNA H. adactyla
Nukleotida Spesifik Gen 16S rRNA H. adactyla
Konektivitas
Konservasi
4 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vii
vii
vii
1
1
2
3
4
4
4
4
5
6
7
7
7
8
8
8
9
9
12
13
14
15
17
17
17
18
20
20
20
21
24
26
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
Nilai minimum, rataan (±SD), dan maksimum panjang karapas (PK)
serta bobot basah (BB) H. adactyla jantan dan betina di Cilacap dan
Kebumen
Fungsi diskriminan, nilai maksimum, minimum dan rataan untuk
karakter morfometrik H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen
Persamaan regresi linear antara tiga belas variabel morfometrik (PK
sebagai variabel acuan) pada H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen,
dengan hasil ANCOVA.
Kisaran panjang karapas dan pola pertumbuhan H. adactyla di perairan
pantai berpasir Cilacap dan Kebumen
Jarak genetik fragmen gen 16S rRNA pada H. adactyla yang berasal
dari Cilacap (C1, C2, C3, dan C4) dan Kebumen (K1, K2, K3, dan
K4), serta H. adactyla dan Emerita talpoida yang diperoleh dari
GenBank (*)
9
10
12
13
16
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
Lokasi Pengambilan Sampel
Karakter morfometrik yang diukur
Grafik fungsi diskriminan karakter morfometrik H. adactyla.
Visualisasi produk PCR dengan satu kali ulangan (kiri: amplifikasi
pertama; kanan: amplifikasi kedua) pada gel agarosa 1.2%, kolom kiri
sampai kanan: marker, sampel Cilacap (1, 2, 3, 4), sampel kebumen (5,
6, 7, 8)
Konstruksi filogeni berdasarkan gen 16S rRNA pada genus Hippa (H.
adactyla asal Cilacap, Kebumen, dan yang berasal dari luar Indonesia)
dengan genus Emerita (E. talpoida).
Pola arus Pulau Jawa berdasarkan olahan data real time Ocean Surface
Current Analyses NOAA pada tahun 2014 (a) dan pada Bulan Agustus
2014 (b)
4
5
11
14
16
18
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
Komposisi basa nukleotida timin (T), sitosin (C), adenine (A), dan 24
guanin (G) gen 16S rRNA Hippa adactyla yang berasal dari Cilacap
dan Kebumen.
Situs mutasi basa nukleotida gen 16S rRNA Hippa adactyla yang 24
berasal dari Cilacap dan Kebumen dibandingkan dengan H. adactyla
yang berasal dari luar Indonesia yang didapatkan dari GenBank
(KF051307.1)
Situs Nukleotida Spesifik gen 16S rRNA Hippa adactyla yang berasal 25
dari Cilacap dan Kebumen.
vii
1
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Undur-undur laut (mole crab) hidup di ekosistem pantai berpasir,
lingkungan ini bukanlah tempat yang mudah bagi organisme untuk hidup, karena
tekanan lingkungan seperti ombak, perubahan pasang surut, dan predator. Hewanhewan yang hidup di lingkungan ini salah satunya beradaptasi dengan meliangkan
dirinya di pasir guna membantu mereka bertahan hidup. Undur-undur laut banyak
ditemukan di Amerika Selatan (Defeo et al. 2001; Boere et al. 2011; Veas et al.
2014), Amerika Utara (Dugan and Hubbard 1996; Amend and Shanks 1999),
Taiwan (Chan et al. 2010), dan Thailand (Boonruang and Phasuk 1975). Wilayah
pesisir Indonesia merupakan salah satu daerah sebaran undur-undur laut terutama
famili Hippidae, diantaranya yang sudah dipublikasikan oleh Wardiatno et al.
(2015) adalah di pesisir Sumatera (Aceh Barat, Padang, dan Bengkulu), pesisir
Jawa (Pelabuhanratu dan Cilacap), pesisir Bali (Pantai Lebih dan Singaraja),
pesisir Nusa Tenggara Barat (Gili Meno), pesisir Sulawesi (Tangkoko, Pantai
Talise, Lero, Banggai, dan Buton), dan Maluku Tenggara (Kepulauan Kei), serta
pesisir selatan Yogyakarta (Mursyidin 2007). Selain itu, undur-undur laut ini juga
sudah bernilai ekonomis terutama di pesisir selatan Jawa Tengah, yaitu di
Kabupaten Cilacap dan Kebumen.
Undur-undur laut atau biasa disebut yutuk (Cilacap dan Kebumen),
tempenyol (Lombok), dan penyon (Bali) biasa digunakan masyarakat Cilacap dan
Kebumen sebagai umpan memancing dan dijadikan bahan konsumsi untuk
dijadikan rempeyek. Selain dimanfaatkan sebagai sumber protein, undur-undur
laut juga dapat dimanfaatkan sebagai bio-indikator pencemaran (Powell et al.
2002). Penelitian undur-undur laut di Indonesia belum banyak dilakukan,
sehingga data dan informasi mengenai undur-undur laut yang ada di Indonesia
sangat minim. Padahal undur-undur laut merupakan sumberdaya penting dalam
siklus rantai makanan, kepiting ini merupakan konsumen tingkat awal dalam
tingkat trofik level di daerah pantai berpasir (Lercari and Defeo 1999).
Kesalahan identifikasi dikarenakan menggunaan karakter morfometrik telah
menyebabkan adanya konflik identifikasi spesies, mendorong kita untuk
membandingkan hubungan sistematis suatu spesies menggunakan data molekuler
untuk memberikan informasi dasar untuk pengelolaan sumber daya. Penggunaan
data molekuler seperti uji DNA menjadi metode yang sangat populer dalam
mengidentifikasi suatu spesies dan analisis filogeografi. Sifat unik dari urutan
nukleotida polimorfisme DNA mitokondria (mtDNA) dapat memberikan
informasi pada hubungan evolusi antara keluarga taksonomi terikat karena gen
mitokondria berevolusi sekitar 10 kali lebih cepat dari DNA inti (Brown et al.
1979); Oleh karena itu, mtDNA adalah penanda molekuler yang berguna (Palumbi
and Cipriano 1998). Salah satu ruas mitokondria yang digunakan dalam
identifikasi spesies dan analisis filogeografi adalah marka gen 16S rRNA.
Beberapa penelitian yang berhasil menggunakan marka gen 16S rRNA pada
kepiting diantaranya sebagai sistematika molekuler (Schubart et al. 2001; da Silva
2011; Shih et al. 2013; Miya and Nishida 2015) dan genetika populasi (Shih et al.
2015). Dalam analisis filogeni abalon, sekuen 16S rRNA relatif lebih conserve
2
dibandingkan sekuen COI (An et al. 2005) dan menurut Quan et al. (2004),
fragmen gen 16S rRNA cocok untuk memeriksa hubungan filogenetik pada level
spesies atau genus pada krustasea.
Informasi dasar mengenai kekerabatan dan penciri (spesies dan populasi)
undur-undur laut di Indonesia melalui pendekatan karakter morfometrik dan
karakter molekuler sampai saat ini belum ada yang melakukan, padahal kajian
seperti ini diperlukan sebagai informasi dasar rasio morfometrik, taxonomy
certainty (kepastian taksonomi), dan population certainty (kepastian populasi)
yang dapat menjadi dasar pengelolaan sumberdaya undur-undur laut di pantai
berpasir Cilacap dan Kebumen. Oleh sebab itu perlu adanya kajian tentang
analisis populasi Hippa adactyla berdasarkan pendekatan morfometrik dan
genetik sebagai acuan kepastian populasi, konektivitas dan filogeografi dalam
pengelolaan sumberdaya undur-undur laut di pantai berpasir Cilacap dan
Kebumen.
Perumusan Masalah
Saat ini penggunaan karakter morfometrik tidaklah cukup untuk
mengidentifikasi suatu spesies. Penggunaan karakter morfometrik pada biota
akuatik seringkali memperlihatkan fenomena cryptic species (hampir mirip) dan
kompleks spesies sehingga dapat mengakibatkan masalah sinonim yaitu terdapat
nama ganda pada satu spesies yang sama atau sebaliknya (Bickford et al. 2006).
Kepastian taksonomi dan populasi atau taxonomy and population certainty sangat
diperlukan dalam acuan pengelolaan berbasis wilayah pengelolaan perikanan
(WPP), mengingat sangat memungkinkan adanya spesies dengan populasi yang
berbeda ataupun populasi yang sama dalam satu wilayah pengelolaan. Pendekatan
molekuler menjadi salah satu metode yang populer dan berkembang pesat saat ini
dalam mengatasi masalah kepastian taksonomi dan populasi yang cepat dan akurat
dengan menggunakan fragmen urutan nukleotida yang pendek.
Wilayah pantai berpasir di Indonesia merupakan salah satu habitat undurundur laut, diantaranya ditemukan di pantai berpasir Cilacap dan Kebumen (Jawa
Tengah). Kedekatan secara geografis dari perairan pesisir Cilacap dan Kebumen
memungkinkan adanya konektivitas Hippa adactyla melalui salah satu stadia
perkembangan hidupnya. Larva H. adactyla yang bersifat meroplankton dapat
menempati lokasi yang berbeda dari lokasi asal penyebaran, dengan demikian
konektivitas genetik bukan suatu hal yang mustahil. Kajian molekuler sangat
membantu dalam memecahkan permasalahan kepastian taksonomi dan populasi
yang sering kali menjadi kendala permasalahan bagi unit pengelolaan dan
konservasi.
Oleh sebab itu diperlukan adanya kajian analisis populasi berdasarkan
pendekatan morfometrik dan molekuler untuk mengetahui rasio morfometrik,
kepastian taksonomi dan populasi, dan situs genetik penciri spesies serta penciri
populasi Hippa adactyla di daerah pantai berpasir Cilacap dan Kebumen sebagai
acuan konektivitas dan filogeografi dalam pengelolaan sumberdaya undur-undur
laut khususnya di pantai berpasir Cilacap dan Kebumen.
3
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis rasio morfometrik, kepastian
taksonomi dan populasi, situs genetik penciri spesies serta penciri populasi undurundur laut (H. adactyla) di pantai berpasir Cilacap dan Kebumen melalui
pendekatan morfometrik dan molekuler. Manfaatnya diharapkan dapat
memberikan informasi dasar tentang penciri morfometrik dan genetik, serta
keragaman genetik dan identitas molekular H. adactyla di pantai berpasir Cilacap
dan Kebumen yang bermanfaat dalam acuan sistematika, konektivitas dan
filogeografi sebagai dasar pengelolaan undur-undur laut agar sumberdaya ini tetap
lestari.
4
2 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Sampel undur-undur laut (Hippa adactyla) ditangkap dari daerah pantai
berpasir selatan Jawa Tengah, meliputi pantai berpasir di Kecamatan Adipala,
Kabupaten Cilacap dan pantai berpasir di Kecamatan Buluspesantren, Kabupaten
Kebumen (Gambar 1). Pengambilan sampel undur-undur laut dilakukan pada
bulan Agustus 2014 dengan menggunakan alat tangkap sorok dengan lebar sapuan
sekitar 60-80 cm dan luas sapuan sepanjang 3 km (1.5 km dengan satu kali
ulangan) menyusuri pantai. Data primer morfometrik yang diukur mencakup data
panjang baku, bobot basah, jenis kelamin, panjang karapas, lebar karapas, panjang
coxa (kanan dan kiri), panjang basis (kanan dan kiri), panjang merus (kanan dan
kiri), panjang carpus (kanan dan kiri), panjang propodus (kanan dan kiri) dan
panjang dactylus (kanan dan kiri). Analisis molekuler dilakukan di Laboratorium
Biologi Molekuler Departemen Manajemen Sumber daya Perairan IPB dan
Laboratorium Terpadu Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB.
Gambar 1. Lokasi Pengambilan Sampel
Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan selama penelitian adalah alkohol 95%,
mistar, jangka sorong, timbangan digital, botol sampel, cool box, gunting bedah,
pinset, tube 1.5 ml, pengocok (shaker), mikro tip, mikro pipet, pistil, pemanas
inkubator, sentrifuse, spin column, mesin visual ultraviolet, agarose 1.2%,
akuades, kit Gene Aid, EtOH absolut, reagen PCR, sampel undur-undur laut
(Hippa adactyla), dan buku identifikasi superfamili Hippoidea.
Pengambilan dan Identifikasi Sampel
Pengambilan sampel undur-undur laut dilakukan dengan metode purposive
random sampling menggunakan alat tangkap sorok dengan luas sapuan sepanjang
3 km (1.5 km dengan satu kali ulangan) menyusuri pantai. Identifikasi dilakukan
5
dengan mengamati karakter morfometrik undur-undur laut dan disesuaikan
dengan karakteristik yang ada pada buku identifikasi superfamili Hippoidea (Chan
et al. 2010) dan juga pengiriman sampel yang diidentifikasi langsung oleh Boyko
(mole crab scientist expert) pada tahun 2013 untuk memastikan identifikasi secara
morfometrik sudah tepat. Sampel H. adactyla selanjutnya dipisahkan antara jantan
(tanpa pleopod) dan betina (memiliki sepasang pleopod).
Rasio Morfometrik
Karakter morfometrik (Gambar 2) yang diukur menggunakan mistar (0.5
mm) dan jangka sorong (0.05 mm) mengacu pada Boyko and Harvey (1998) serta
ilustrasi karakter morfologi superfamili Hippoidea (Chan et al. 2010) yang
meliputi panjang karapas (PK), lebar karapas (LK), panjang coxa kanan (PCoKa)
dan kiri (PCoKi), panjang basis kanan (PBKa) dan kiri (PBKi), panjang merus
kanan (PMKa) dan kiri (PMKi), panjang carpus kanan (PCaKa) dan kiri (PCaKi),
panjang propodus kanan (PPKa) dan kiri (PPKi), panjang dactylus kanan (PDKa)
dan kiri (PDKi), serta bobot basah (BB). Untuk menghindari diferensiasi yang
berkaitan dengan struktur umur pada setiap sampel, maka seluruh karakter
morfometrik (kecuali panjang karapas) dirasiokan terhadap panjang karapas (PK).
Rasio karakter morfometrik ini kemudian dianalisa untuk mengetahui rasio mana
yang dapat digunakan sebagai penciri H. adactyla antar kedua populasi.
PK
LK
Gambar 2. Karakter morfometrik yang diukur
Pada spesies kepiting, karapas merupakan lokomotif untuk menentukan
arah pergerakan kepiting (Vidal-Gadea et al. 2008). Pendekatan rasio panjang dan
lebar karapas berkaitan dengan preferensi arah jalan kepiting (sideways atau
forward/backward). Menurut Vidal-Gadea et al. (2008), rasio ini memberi
informasi preferensi pergerakan kepiting (rasio > 1 = forward/backward
locomotion; rasio < 1 = sideways locomotion).
Analisis diskriminan digunakan untuk mendeskripsikan pola pusat
sebaran undur-undur laut (H. adactyla) berdasarkan empat belas karakter
morfometrik yang dirasiokan terhadap panjang karapas. Analisis diskriminan
menggunakan empat belas variabel morfometrik H. adactyla yang berperan
sebagai variabel independen secara bersama-sama (simultan) yang mampu dengan
6
baik membedakan dan memprediksi pola keanekaragaman morfometrik dan
populasi undur-undur laut di Cilacap dan Kebumen. Keanekaragaman
morfometrik H. adactyla dianalisis menggunakan metode analisis diskriminan
yang terdapat dalam perangkat lunak SPSS 16.0 untuk melihat pengelompokkan
karakter. Selanjutnya untuk memperkuat hasil analisis diskriminan digunakan
analysis of covariance (ANCOVA) untuk membandingkan hubungan linear
panjang karapas (PK) dengan ketiga belas karakter morfometrik lainnya antara H.
adactyla asal Cilacap dan Kebumen apakah memiliki slope dan intersep yang
sama atau tidak.
Analisis Hubungan Panjang-Bobot
Analisis hubungan panjang dan bobot basah untuk mengetahui pola
pertumbuhan H. adactyla. Model hubungan panjang bobot mengikuti pola hukum
kubik dari dua parameter yang dianalisis. Asumsi hukum kubik ini adalah bahwa
idealnya setiap pertambahan panjang akan menyebabkan pertambahan berat,
sehingga untuk menganalisis hubungan panjang bobot H. adactyla menggunakan
pendugaan sebagai berikut (Effendie, 2002):
Keterangan:
W
L
a, b
= Bobot basah H. adactyla (g)
= Panjang baku H. adactyla (mm)
= konstanta
Korelasi parameter dari hubungan panjang-berat dapat dilihat dari nilai
konstanta b, yaitu:
Nilai b = 3, menunjukkan pola pertumbuhan isometrik
Nilai b ≠ 3, menunjukkan pola pertumbuhan allometrik:
Jika b>3, maka pola pertumbuhan allometrik positif (pertumbuhan berat
dominan)
Jika b ttabel, maka Tolak H0
thitung < ttabel, maka Gagal Tolak H0
Keeratan hubungan panjan-berat H. adactyla ditunjukkan oleh nilai
koefisien korelasi (r). Nilai r yang mendekati 1 (r>0,7) menggambarkan hubungan
yang erat antar keduanya, sedangkan nilai r yang mendekati 0 atau menjauhi 1
(r
(CRUSTACEAN: HIPPIDAE) BERDASARKAN PENDEKATAN MORFOMETRIK
DAN GENETIK DI PANTAI BERPASIR CILACAP DAN KEBUMEN
WAHYU MUZAMMIL
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Analisis Populasi UndurUndur Laut Hippa adactyla Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan
Pendekatan Morfometrik dan Genetik di Pantai Berpasir Cilacap dan Kebumen
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 tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Wahyu Muzammil
NIM C251120181
RINGKASAN
WAHYU MUZAMMIL. Analisis Populasi Undur-Undur Laut Hippa adactyla
Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan Pendekatan Morfometrik dan
Genetik di Pantai Berpasir Cilacap dan Kebumen. Dibimbing oleh YUSLI
WARDIATNO dan NURLISA ALIAS BUTET.
Undur-undur laut (mole crab) hidup di ekosistem pantai berpasir zona
intertidal. Organisme yang hidup di lingkungan ini salah satunya beradaptasi
dengan meliangkan dirinya di pasir, guna membantu mereka bertahan hidup.
Wilayah pesisir Indonesia merupakan salah satu daerah sebaran undur-undur laut
terutama famili Hippidae, salah satunya di pesisir selatan Jawa Tengah terutama
di Kabupaten Cilacap dan Kebumen. Masyarakat dikedua daerah ini
memanfaatkan undur-undur laut sebagai umpan memancing dan bahan makanan
khas berupa rempeyek. Pengambilan sampel undur-undur laut dilakukan di bagian
pasang surut (zona intertidal) pantai berpasir di Kecamatan Adipala, Kabupaten
Cilacap dan pantai berpasir di Kecamatan Buluspesantren, Kabupaten Kebumen.
Pengambilan sampel dilakukan pada bulan Agustus 2014 dengan menggunakan
alat tangkap sorok dengan luas sapuan sepanjang 3 km (1.5 km dengan satu kali
ulangan) menyusuri pantai.
Total Hippa adactyla yang ditangkap dan dianalisis sebanyak 118 individu
asal Cilacap yang terdiri atas 27 jantan (23%), 91 betina (77%); sebanyak 102
individu asal Kebumen yang terdiri atas 46 jantan (45%) dan 56 betina (55%).
Kedua populasi ini memiliki nilai rasio panjang dan lebar karapas di atas 1, hal ini
menunjukkan pergerakan H. adactyla bergerak dominan dengan arah vertikal
(backward locomotion). Terdapat delapan rasio karakter morfometrik yang dapat
dijadikan penciri utama yang membedakan undur-undur laut asal Cilacap dan
Kebumen berdasarkan analisis diskriminan. Pusat sebaran karakter morfometrik
Cilacap (1.042) terpisah dengan pusat sebaran karakter morfometrik Kebumen (1.205).
Amplifikasi gen 16S rRNA dari kedelapan DNA total H. adactyla
dilakukan dengan mesin PCR pada suhu penempelan primer (annealing) 45oC,
dimana kedelapan sampel ini dikategorikan sebagai kelompok kaya A-T (A-T
rich) berdasarkan komposisi basa nukleotida. Terdapat 54 situs mutasi pada gen
16S rRNA antara H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen dibandingkan dengan H.
adactyla (KF051307.1) yang berasal dari luar Indonesia, terdiri dari 3 situs mutasi
insersi, 2 situs mutasi delesi, 29 situs transisi, dan 20 situs transversi. Terdapat 26
situs spesifik pada H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen jika dibandingkan
dengan H. adactyla yang berasal dari luar Indonesia serta Emerita talpoida
(KF182557.1) yang diperoleh dari GenBank.
Tidak adanya jarak genetik antara spesies H. adactyla asal Cilacap dan
Kebumen mengindikasikan antara H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen
diperkirakan merupakan satu populasi. Pola arus di perairan Cilacap dan
Kebumen memiliki peran yang sangat penting dalam hal konektivitas H. adactyla
asal Cilacap dan Kebumen.
Kata kunci: H. adactyla, analisis diskriminan, 16S rRNA, Cilacap, Kebumen
SUMMARY
WAHYU MUZAMMIL. Population Analysis of Mole Crab Hippa adactyla
Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Based On Morphometric and Genetic
Study in Cilacap and Kebumen Sandy Beach. Supervised by YUSLI
WARDIATNO and NURLISA ALIAS BUTET.
Mole crab (Hippa adactyla) lives in the intertidal zone of sandy beach
ecosystems. Mole crab usually burries into substrate to cope with environmental
stress. Indonesian coastal waters is one of the mole crab distribution area,
especially families Hippidae, such as in the south coast of Central Java, especially
in Cilacap and Kebumen sandy beach. Cilacap and Kebumen communities
utilizing mole crab as bait fishing and food ingredients such as ‘rempeyek’.
The samples was carried out on August 2014 at intertidal zone of Adipala
sandy beach in Cilacap district and intertidal zone of Buluspesantren sandy beach
in Kebumen district. Samples were caught using traditional fishing gear called
‘sorok’ along 3 km (1.5 km with one repetition).
Total Hippa adactyla were 118 individuals which caught in Cilacap that
consisted of 27 males (23%) and 91 females (77%); while 102 individuals that
were caught in Kebumen consisted of 46 males (45%) and 56 females (55%).
Carapace length to width ratio is above 1 in both population, it shows that the
locomotion of H. adactyla is dominant in the vertical direction (backward
locomotion).
There were eight morphometric characters ratio that can be used as major
factors to identify both populations based on discriminant analysis such as total
length:carapace length (TL:CL), carapace width:carapace length (CW:CL), left
and right coxa length:carapace length (LCo/RCo:CL), left merus length:carapace
length (LM:CL), left and right propodus length:carapace length (LP/RP:CL), and
left dactylus length:carapace length (LD:CL). Group centroid of morphometric
characters in Cilacap (1.042) were separate to group centroid of morphometric
characters in Kebumen (-1.205).
16S rRNA gene amplification of eight H. adactyla DNA by PCR machine
0
at 45 C annealing temperature. Composition of the nucleotide mtDNA 16S rRNA
gene of H. adactyla shows rich of adenine (A) and thymine (T) (A-T rich). There
are 54 mutations in the 16S rRNA gene between H. adactyla from Cilacap and
Kebumen compared with H. adactyla (KF051307.1) from outside of Indonesia,
consists of three sites of insertion, two sites of deletion, twenty nine sites of
transition, and twenty sites of transversion. There are 26 specific sites on H.
adactyla from Cilacap and Kebumen compared with H. adactyla from outside of
Indonesia and Emerita talpoida (KF182557.1) data from GenBank.
There is no genetic distance between species H. adactyla from Cilacap dan
Kebumen that indicates there are estimated one population. Current pattern in
Cilacap and Kebumen are important role in connectivity between H. adactyla
from Cilacap and Kebumen.
Keywords: H. adactyla, discriminant analysis, 16S rRNA, Cilacap, Kebumen
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
ANALISIS POPULASI UNDUR-UNDUR LAUT Hippa adactyla FABRICIUS,
1787 (CRUSTACEAN: HIPPIDAE) BERDASARKAN PENDEKATAN
MORFOMETRIK DAN GENETIK DI PANTAI BERPASIR CILACAP DAN
KEBUMEN
WAHYU MUZAMMIL
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji luar komisi pembimbing pada ujian tesis: Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc
Judul Penelitian
Nama
NIM
: Analisis Populasi Undur-Undur Laut Hippa adactyla
Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan
Pendekatan Morfometrik dan Genetik di Pantai
Berpasir Cilacap dan Kebumen
: Wahyu Muzammil
: C251120181
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Dr Ir Yusli Wardiatno, MSc
Ketua
Dr Ir Nurlisa A. Butet, MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc
Tanggal Ujian: 14 Juli 2015
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MscAgr
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur kepada Allah swt, karena atas izin-Nya Penulis dapat
menyajikan tulisan ilmiah berdasarkan kegiatan penelitian yang dilakukan sejak
Agustus 2014. Karya ilmiah ini merupakan pengembangan bidang ilmu biologi
dan molekuler perikanan yang berjudul Analisis Populasi Undur-Undur Laut
Hippa adactyla Fabricius, 1787 (Crustacean: Hippidae) Berdasarkan Pendekatan
Morfometrik dan Genetik di Pantai Berpasir Cilacap dan Kebumen.
Pelaksanaan penelitian dan penulisan karya ilmiah ini tidak lepas dari
bantuan dan dukungan dari banyak pihak. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Institut Pertanian Bogor (IPB) yang telah menyediakan berbagai fasilitas
sehingga penelitian ini dapat diselesaikan.
2. Dr Ir Enan M Adiwilaga selaku Ketua Program Studi SDP untuk tahun studi
2010-2013 yang telah membantu tahapan penyelesaian studi dan penelitian.
3. Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc selaku Ketua Program Studi SDP untuk tahun studi
2014-2017 yang telah membantu tahapan penyelesaian studi dan penelitian.
4. Dr Ir Yusli Wardiatno, MSc dan Dr Ir Nurlisa A. Butet, MSc selaku dosen
pembimbing yang telah memberikan arahan dan masukan kepada Penulis dari
tahap awal pelaksanaan penelitian sampai pada tahap akhir penulisan karya
ilmiah ini.
5. Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc selaku dosen penguji dari program studi
yang telah memberikan masukan dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini.
6. Dr Majariana Krisanti, SPi MSi selaku dosen perwakilan dari program studi
yang telah memberikan masukan dan saran untuk penyempurnaan tulisan ini.
7. Seluruh keluarga, terutama kepada Mama, Papa, Teh Lian, Teh Fani, Ridha,
Bang Ulas, My Nephew and Niece (Amer, Ayesha, Maher, Akmal), saudara
(Mba Ita, Mas Yadin, Uak Nur, A Opik) atas doa dan dukungan yang tidak
pernah putus sehingga tulisan ini berhasil diselesaikan.
8. Seluruh kolega laboratorium biologi molekular akuatik MSP IPB (Panji,
Findra, Agus, Yuyun, Syamsul, Dewi, Siska, Lella, Fajrin, Lita, Yustin,
Lusita, Febi, Ningsih, Dani Ajeng), staf laboratorium terpadu FPIK IPB (Ani
dan Faqih), unconditionally buddies (Fuquh, Panji, Bambang, Dede, Alim,
Dita, Nta, Mba Pepen, Bang Apri, Julmi), Keluarga Pak Sarmo (Kebumen)
serta Keluarga Pak Sugeng (Cilacap) atas kerjasamanya dalam pengambilan
sampel penelitian.
9. Seluruh rekan SDP 2011, SDP 2012, SDP 2013, rekan pondok d’qaka serta
teman-teman lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu atas dukungan
yang telah diberikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Wahyu Muzammil
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan dan Manfaat Penelitian
2 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Bahan dan Alat
Pengambilan dan Identifikasi Sampel
Rasio Morfometrik
Analisis Hubungan Panjang-Bobot
Marka Gen 16S rRNA
Isolasi dan Ekstraksi DNA
Amplifikasi mtDNA dengan PCR
Produk PCR
Sekuensing dan Analisis Data Molekuler
Konservasi
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Analisis Diskriminan
Hubungan Panjang-Bobot
Amplifikasi DNA Gen 16S rRNA
Sekuensing DNA dan Pensejajaran Urutan Basa Nukleotida
Analisis Jarak Genetik dan Filogeni
Situs Mutasi Gen 16S rRNA H. adactyla
Nukleotida Spesifik Gen 16S rRNA H. adactyla
Konektivitas
Konservasi
4 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP
vii
vii
vii
1
1
2
3
4
4
4
4
5
6
7
7
7
8
8
8
9
9
12
13
14
15
17
17
17
18
20
20
20
21
24
26
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
Nilai minimum, rataan (±SD), dan maksimum panjang karapas (PK)
serta bobot basah (BB) H. adactyla jantan dan betina di Cilacap dan
Kebumen
Fungsi diskriminan, nilai maksimum, minimum dan rataan untuk
karakter morfometrik H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen
Persamaan regresi linear antara tiga belas variabel morfometrik (PK
sebagai variabel acuan) pada H. adactyla asal Cilacap dan Kebumen,
dengan hasil ANCOVA.
Kisaran panjang karapas dan pola pertumbuhan H. adactyla di perairan
pantai berpasir Cilacap dan Kebumen
Jarak genetik fragmen gen 16S rRNA pada H. adactyla yang berasal
dari Cilacap (C1, C2, C3, dan C4) dan Kebumen (K1, K2, K3, dan
K4), serta H. adactyla dan Emerita talpoida yang diperoleh dari
GenBank (*)
9
10
12
13
16
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
Lokasi Pengambilan Sampel
Karakter morfometrik yang diukur
Grafik fungsi diskriminan karakter morfometrik H. adactyla.
Visualisasi produk PCR dengan satu kali ulangan (kiri: amplifikasi
pertama; kanan: amplifikasi kedua) pada gel agarosa 1.2%, kolom kiri
sampai kanan: marker, sampel Cilacap (1, 2, 3, 4), sampel kebumen (5,
6, 7, 8)
Konstruksi filogeni berdasarkan gen 16S rRNA pada genus Hippa (H.
adactyla asal Cilacap, Kebumen, dan yang berasal dari luar Indonesia)
dengan genus Emerita (E. talpoida).
Pola arus Pulau Jawa berdasarkan olahan data real time Ocean Surface
Current Analyses NOAA pada tahun 2014 (a) dan pada Bulan Agustus
2014 (b)
4
5
11
14
16
18
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
Komposisi basa nukleotida timin (T), sitosin (C), adenine (A), dan 24
guanin (G) gen 16S rRNA Hippa adactyla yang berasal dari Cilacap
dan Kebumen.
Situs mutasi basa nukleotida gen 16S rRNA Hippa adactyla yang 24
berasal dari Cilacap dan Kebumen dibandingkan dengan H. adactyla
yang berasal dari luar Indonesia yang didapatkan dari GenBank
(KF051307.1)
Situs Nukleotida Spesifik gen 16S rRNA Hippa adactyla yang berasal 25
dari Cilacap dan Kebumen.
vii
1
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Undur-undur laut (mole crab) hidup di ekosistem pantai berpasir,
lingkungan ini bukanlah tempat yang mudah bagi organisme untuk hidup, karena
tekanan lingkungan seperti ombak, perubahan pasang surut, dan predator. Hewanhewan yang hidup di lingkungan ini salah satunya beradaptasi dengan meliangkan
dirinya di pasir guna membantu mereka bertahan hidup. Undur-undur laut banyak
ditemukan di Amerika Selatan (Defeo et al. 2001; Boere et al. 2011; Veas et al.
2014), Amerika Utara (Dugan and Hubbard 1996; Amend and Shanks 1999),
Taiwan (Chan et al. 2010), dan Thailand (Boonruang and Phasuk 1975). Wilayah
pesisir Indonesia merupakan salah satu daerah sebaran undur-undur laut terutama
famili Hippidae, diantaranya yang sudah dipublikasikan oleh Wardiatno et al.
(2015) adalah di pesisir Sumatera (Aceh Barat, Padang, dan Bengkulu), pesisir
Jawa (Pelabuhanratu dan Cilacap), pesisir Bali (Pantai Lebih dan Singaraja),
pesisir Nusa Tenggara Barat (Gili Meno), pesisir Sulawesi (Tangkoko, Pantai
Talise, Lero, Banggai, dan Buton), dan Maluku Tenggara (Kepulauan Kei), serta
pesisir selatan Yogyakarta (Mursyidin 2007). Selain itu, undur-undur laut ini juga
sudah bernilai ekonomis terutama di pesisir selatan Jawa Tengah, yaitu di
Kabupaten Cilacap dan Kebumen.
Undur-undur laut atau biasa disebut yutuk (Cilacap dan Kebumen),
tempenyol (Lombok), dan penyon (Bali) biasa digunakan masyarakat Cilacap dan
Kebumen sebagai umpan memancing dan dijadikan bahan konsumsi untuk
dijadikan rempeyek. Selain dimanfaatkan sebagai sumber protein, undur-undur
laut juga dapat dimanfaatkan sebagai bio-indikator pencemaran (Powell et al.
2002). Penelitian undur-undur laut di Indonesia belum banyak dilakukan,
sehingga data dan informasi mengenai undur-undur laut yang ada di Indonesia
sangat minim. Padahal undur-undur laut merupakan sumberdaya penting dalam
siklus rantai makanan, kepiting ini merupakan konsumen tingkat awal dalam
tingkat trofik level di daerah pantai berpasir (Lercari and Defeo 1999).
Kesalahan identifikasi dikarenakan menggunaan karakter morfometrik telah
menyebabkan adanya konflik identifikasi spesies, mendorong kita untuk
membandingkan hubungan sistematis suatu spesies menggunakan data molekuler
untuk memberikan informasi dasar untuk pengelolaan sumber daya. Penggunaan
data molekuler seperti uji DNA menjadi metode yang sangat populer dalam
mengidentifikasi suatu spesies dan analisis filogeografi. Sifat unik dari urutan
nukleotida polimorfisme DNA mitokondria (mtDNA) dapat memberikan
informasi pada hubungan evolusi antara keluarga taksonomi terikat karena gen
mitokondria berevolusi sekitar 10 kali lebih cepat dari DNA inti (Brown et al.
1979); Oleh karena itu, mtDNA adalah penanda molekuler yang berguna (Palumbi
and Cipriano 1998). Salah satu ruas mitokondria yang digunakan dalam
identifikasi spesies dan analisis filogeografi adalah marka gen 16S rRNA.
Beberapa penelitian yang berhasil menggunakan marka gen 16S rRNA pada
kepiting diantaranya sebagai sistematika molekuler (Schubart et al. 2001; da Silva
2011; Shih et al. 2013; Miya and Nishida 2015) dan genetika populasi (Shih et al.
2015). Dalam analisis filogeni abalon, sekuen 16S rRNA relatif lebih conserve
2
dibandingkan sekuen COI (An et al. 2005) dan menurut Quan et al. (2004),
fragmen gen 16S rRNA cocok untuk memeriksa hubungan filogenetik pada level
spesies atau genus pada krustasea.
Informasi dasar mengenai kekerabatan dan penciri (spesies dan populasi)
undur-undur laut di Indonesia melalui pendekatan karakter morfometrik dan
karakter molekuler sampai saat ini belum ada yang melakukan, padahal kajian
seperti ini diperlukan sebagai informasi dasar rasio morfometrik, taxonomy
certainty (kepastian taksonomi), dan population certainty (kepastian populasi)
yang dapat menjadi dasar pengelolaan sumberdaya undur-undur laut di pantai
berpasir Cilacap dan Kebumen. Oleh sebab itu perlu adanya kajian tentang
analisis populasi Hippa adactyla berdasarkan pendekatan morfometrik dan
genetik sebagai acuan kepastian populasi, konektivitas dan filogeografi dalam
pengelolaan sumberdaya undur-undur laut di pantai berpasir Cilacap dan
Kebumen.
Perumusan Masalah
Saat ini penggunaan karakter morfometrik tidaklah cukup untuk
mengidentifikasi suatu spesies. Penggunaan karakter morfometrik pada biota
akuatik seringkali memperlihatkan fenomena cryptic species (hampir mirip) dan
kompleks spesies sehingga dapat mengakibatkan masalah sinonim yaitu terdapat
nama ganda pada satu spesies yang sama atau sebaliknya (Bickford et al. 2006).
Kepastian taksonomi dan populasi atau taxonomy and population certainty sangat
diperlukan dalam acuan pengelolaan berbasis wilayah pengelolaan perikanan
(WPP), mengingat sangat memungkinkan adanya spesies dengan populasi yang
berbeda ataupun populasi yang sama dalam satu wilayah pengelolaan. Pendekatan
molekuler menjadi salah satu metode yang populer dan berkembang pesat saat ini
dalam mengatasi masalah kepastian taksonomi dan populasi yang cepat dan akurat
dengan menggunakan fragmen urutan nukleotida yang pendek.
Wilayah pantai berpasir di Indonesia merupakan salah satu habitat undurundur laut, diantaranya ditemukan di pantai berpasir Cilacap dan Kebumen (Jawa
Tengah). Kedekatan secara geografis dari perairan pesisir Cilacap dan Kebumen
memungkinkan adanya konektivitas Hippa adactyla melalui salah satu stadia
perkembangan hidupnya. Larva H. adactyla yang bersifat meroplankton dapat
menempati lokasi yang berbeda dari lokasi asal penyebaran, dengan demikian
konektivitas genetik bukan suatu hal yang mustahil. Kajian molekuler sangat
membantu dalam memecahkan permasalahan kepastian taksonomi dan populasi
yang sering kali menjadi kendala permasalahan bagi unit pengelolaan dan
konservasi.
Oleh sebab itu diperlukan adanya kajian analisis populasi berdasarkan
pendekatan morfometrik dan molekuler untuk mengetahui rasio morfometrik,
kepastian taksonomi dan populasi, dan situs genetik penciri spesies serta penciri
populasi Hippa adactyla di daerah pantai berpasir Cilacap dan Kebumen sebagai
acuan konektivitas dan filogeografi dalam pengelolaan sumberdaya undur-undur
laut khususnya di pantai berpasir Cilacap dan Kebumen.
3
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis rasio morfometrik, kepastian
taksonomi dan populasi, situs genetik penciri spesies serta penciri populasi undurundur laut (H. adactyla) di pantai berpasir Cilacap dan Kebumen melalui
pendekatan morfometrik dan molekuler. Manfaatnya diharapkan dapat
memberikan informasi dasar tentang penciri morfometrik dan genetik, serta
keragaman genetik dan identitas molekular H. adactyla di pantai berpasir Cilacap
dan Kebumen yang bermanfaat dalam acuan sistematika, konektivitas dan
filogeografi sebagai dasar pengelolaan undur-undur laut agar sumberdaya ini tetap
lestari.
4
2 METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Sampel undur-undur laut (Hippa adactyla) ditangkap dari daerah pantai
berpasir selatan Jawa Tengah, meliputi pantai berpasir di Kecamatan Adipala,
Kabupaten Cilacap dan pantai berpasir di Kecamatan Buluspesantren, Kabupaten
Kebumen (Gambar 1). Pengambilan sampel undur-undur laut dilakukan pada
bulan Agustus 2014 dengan menggunakan alat tangkap sorok dengan lebar sapuan
sekitar 60-80 cm dan luas sapuan sepanjang 3 km (1.5 km dengan satu kali
ulangan) menyusuri pantai. Data primer morfometrik yang diukur mencakup data
panjang baku, bobot basah, jenis kelamin, panjang karapas, lebar karapas, panjang
coxa (kanan dan kiri), panjang basis (kanan dan kiri), panjang merus (kanan dan
kiri), panjang carpus (kanan dan kiri), panjang propodus (kanan dan kiri) dan
panjang dactylus (kanan dan kiri). Analisis molekuler dilakukan di Laboratorium
Biologi Molekuler Departemen Manajemen Sumber daya Perairan IPB dan
Laboratorium Terpadu Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB.
Gambar 1. Lokasi Pengambilan Sampel
Bahan dan Alat
Bahan dan alat yang digunakan selama penelitian adalah alkohol 95%,
mistar, jangka sorong, timbangan digital, botol sampel, cool box, gunting bedah,
pinset, tube 1.5 ml, pengocok (shaker), mikro tip, mikro pipet, pistil, pemanas
inkubator, sentrifuse, spin column, mesin visual ultraviolet, agarose 1.2%,
akuades, kit Gene Aid, EtOH absolut, reagen PCR, sampel undur-undur laut
(Hippa adactyla), dan buku identifikasi superfamili Hippoidea.
Pengambilan dan Identifikasi Sampel
Pengambilan sampel undur-undur laut dilakukan dengan metode purposive
random sampling menggunakan alat tangkap sorok dengan luas sapuan sepanjang
3 km (1.5 km dengan satu kali ulangan) menyusuri pantai. Identifikasi dilakukan
5
dengan mengamati karakter morfometrik undur-undur laut dan disesuaikan
dengan karakteristik yang ada pada buku identifikasi superfamili Hippoidea (Chan
et al. 2010) dan juga pengiriman sampel yang diidentifikasi langsung oleh Boyko
(mole crab scientist expert) pada tahun 2013 untuk memastikan identifikasi secara
morfometrik sudah tepat. Sampel H. adactyla selanjutnya dipisahkan antara jantan
(tanpa pleopod) dan betina (memiliki sepasang pleopod).
Rasio Morfometrik
Karakter morfometrik (Gambar 2) yang diukur menggunakan mistar (0.5
mm) dan jangka sorong (0.05 mm) mengacu pada Boyko and Harvey (1998) serta
ilustrasi karakter morfologi superfamili Hippoidea (Chan et al. 2010) yang
meliputi panjang karapas (PK), lebar karapas (LK), panjang coxa kanan (PCoKa)
dan kiri (PCoKi), panjang basis kanan (PBKa) dan kiri (PBKi), panjang merus
kanan (PMKa) dan kiri (PMKi), panjang carpus kanan (PCaKa) dan kiri (PCaKi),
panjang propodus kanan (PPKa) dan kiri (PPKi), panjang dactylus kanan (PDKa)
dan kiri (PDKi), serta bobot basah (BB). Untuk menghindari diferensiasi yang
berkaitan dengan struktur umur pada setiap sampel, maka seluruh karakter
morfometrik (kecuali panjang karapas) dirasiokan terhadap panjang karapas (PK).
Rasio karakter morfometrik ini kemudian dianalisa untuk mengetahui rasio mana
yang dapat digunakan sebagai penciri H. adactyla antar kedua populasi.
PK
LK
Gambar 2. Karakter morfometrik yang diukur
Pada spesies kepiting, karapas merupakan lokomotif untuk menentukan
arah pergerakan kepiting (Vidal-Gadea et al. 2008). Pendekatan rasio panjang dan
lebar karapas berkaitan dengan preferensi arah jalan kepiting (sideways atau
forward/backward). Menurut Vidal-Gadea et al. (2008), rasio ini memberi
informasi preferensi pergerakan kepiting (rasio > 1 = forward/backward
locomotion; rasio < 1 = sideways locomotion).
Analisis diskriminan digunakan untuk mendeskripsikan pola pusat
sebaran undur-undur laut (H. adactyla) berdasarkan empat belas karakter
morfometrik yang dirasiokan terhadap panjang karapas. Analisis diskriminan
menggunakan empat belas variabel morfometrik H. adactyla yang berperan
sebagai variabel independen secara bersama-sama (simultan) yang mampu dengan
6
baik membedakan dan memprediksi pola keanekaragaman morfometrik dan
populasi undur-undur laut di Cilacap dan Kebumen. Keanekaragaman
morfometrik H. adactyla dianalisis menggunakan metode analisis diskriminan
yang terdapat dalam perangkat lunak SPSS 16.0 untuk melihat pengelompokkan
karakter. Selanjutnya untuk memperkuat hasil analisis diskriminan digunakan
analysis of covariance (ANCOVA) untuk membandingkan hubungan linear
panjang karapas (PK) dengan ketiga belas karakter morfometrik lainnya antara H.
adactyla asal Cilacap dan Kebumen apakah memiliki slope dan intersep yang
sama atau tidak.
Analisis Hubungan Panjang-Bobot
Analisis hubungan panjang dan bobot basah untuk mengetahui pola
pertumbuhan H. adactyla. Model hubungan panjang bobot mengikuti pola hukum
kubik dari dua parameter yang dianalisis. Asumsi hukum kubik ini adalah bahwa
idealnya setiap pertambahan panjang akan menyebabkan pertambahan berat,
sehingga untuk menganalisis hubungan panjang bobot H. adactyla menggunakan
pendugaan sebagai berikut (Effendie, 2002):
Keterangan:
W
L
a, b
= Bobot basah H. adactyla (g)
= Panjang baku H. adactyla (mm)
= konstanta
Korelasi parameter dari hubungan panjang-berat dapat dilihat dari nilai
konstanta b, yaitu:
Nilai b = 3, menunjukkan pola pertumbuhan isometrik
Nilai b ≠ 3, menunjukkan pola pertumbuhan allometrik:
Jika b>3, maka pola pertumbuhan allometrik positif (pertumbuhan berat
dominan)
Jika b ttabel, maka Tolak H0
thitung < ttabel, maka Gagal Tolak H0
Keeratan hubungan panjan-berat H. adactyla ditunjukkan oleh nilai
koefisien korelasi (r). Nilai r yang mendekati 1 (r>0,7) menggambarkan hubungan
yang erat antar keduanya, sedangkan nilai r yang mendekati 0 atau menjauhi 1
(r