KEANEKARAGAMAN HAYATI SUMATERA UTARA:

MATERI AJAR DAN PENELITIANNYA

Prof. Dr. rer. nat. Binari Manurung, M.Si

WEBINAR HPPBI CABANG SUMATERA UTARA

Medan 29.08.2020

INDONESIA-(SUMATERA UTARA)“PUSAT KEANEKARAGAMAN HAYATI DUNIA”

(Ekosistem, Spesies, Gen)

- Ekosistem Pertanian/Hortikultura

- Ekosistem Hutan (Alami & Buatan)

- Ekosistem Mangrove

- Ekosistem Perkebunan (Sawit, Karet, Kakao)

- Ekosistem Perairan (Sungai, Danau, Estuari, Marine)

Mora et al. (2014)

Perkiraan Jumlah Spesies Flora dan Fauna Pada Planet Bumi

Takson JumlahJenis

Rangkingdi Dunia

Rangkingdi Asia

Negara Rangkingdi atasnya

1. Mamalia2. Burung/Unggas

3. Amfibi

4. Reptilia5. Kupu-kupu6. Angiospermae

5151519

270

± 6001212000

14

5

317

11

1

312

-Kolombia, Peru,Brazil.Brazil, Kolombia,Ekuador, Meksiko.

Meksiko, Australia.-Brazil, Kolombia,Cina, Meksiko,Australia, AfrikaSelatan

Sumber: McNeely, J.A. et al. (1990)

Tabel 1. Posisi Keanekaragamn Hayati Indonesia Pada Tingkat Dunia dan Asia

Kelompok PulauTerpilih

Jenis dan JumlahBurung Mamalia Reptil Tumbuhan

1. Sumatera2. Jawa3. Kalimantan4. Sulawesi5. Nusa Tenggara6. Maluku7. Irian Jaya

462362420289242210602

1941332101144169125

2171732541177798223

8206309005201503801030

Tabel 2. Kekayaan Jenis Flora dan Fauna dari Tujuh Pulau Utama di Indonesia

Sumber: KLH-RI (1992)

Ekosistem Hutan: Hutan Wisata dan Taman Hutan Raya SibolangitKekayaan Spesies Floranya – minimal 71 Spesies -48 Family (Manurung et al.,2009)

Cinnamomum sp. Terminalia copelandii Sindora bruggemanii Antidesma montanum Bauhinia purpurea

Aulerites moluccana Quercus sundaica Buschoffia javanica Durio zibethinus Pterocymbium sp.

Artocarpus elasticus Coryota mitisParkia rexbughii Lancium domesticumParaserinthes sp.

Pinus merkussi Coffea arabica Cordyline fructiosaPithecellobium sp.

Calamus sp.

Amorphophallustitanum

Ekosistem Pertanian (Tanaman Padi)

13

1. Keanekaragaman Jenis Auchenorrhyncha (Hemiptera)

1. Sogatella furcifera2. Nephotettix virescens

3. Cofana spectra4. Nephotettix nigropictus

5. Maiestas dorsalis

6. Siphanta sp7. Nilaparvata lugens8. Nisia nervosa9. Thaia sp.10. Empoascanara sp.

No Nama Gulma Daerah SamplingTobasa Samosir Taput

1. Eichornia crassipes + + ++

2. Cyperus rotundus L ++ ++ ++++

3. Leersia hexandra + + +++

4. Alternanthera sessilis - - ++

5. Commelina diffusa + + -

6. Imperata cilindrica - - +++

7. Agerantum conyzoides + + +++

8. Gynura crepidioides + + +++

9. Kylinga monocepala + + +

10 Marsilea crenata + - ++

11 Panicum repens ++ + -12 Bidens pilosa + - ++13 Fimbristylis dichotoma ++ + +++

14 Limnocharis flava - - ++

15 Fimbristylis littoralis ++ ++ ++++

Keanekaragaman Jenis Gulma di Ekosistem Pertanian (Sawah)

(Silaban, 2017)

2. Hutan Lindung dan Kebun Sawit: 59 Jenis Kupu-kupu (Sipahutar et al, 2020)

JENIS KUPU-KUPU Papilionidae

Graphium doson Papilio memnon Papilio aristolochiae

Papilio neptunus Pieridae

Ancistroides sp Koruthaialos Acytolepis puspa Arophala antimuta

Cirrochroa tyche

Nymphalidae

Charaxes bernardus

Idea iasonia

Bactrocera dorsalis compleks

Ekosistem Tanaman Hortikultura

(Daulay, 2010)

Fitoplankton Danau Toba (30 taksa)

Zooplankton khas DT

Cerodaphnia sp

Synedra

Staurastrum

Ekosistem Perairan; Danau Toba

Sungai Asahan

Ikan : 22 SpeciesJenis-jenis Dominan

-Neolissochilus sumatranus

(endemik Sungai Asahan)

-Tor soro

-Tor douronensis

-Tor tambroides

(Barus, 2016)

Danau TobaIkan: 14 Spesies

Jenis-jenis Ikan:

-Tilapia mossambica

-Aplocheilus panchax

-Lebistes reticulatus

-Osphronemus goramy

-Trichogaster trichhopterus

-Channa striata

-Clarias batrachus

-Cyprinus carpio

-Oreochromis sp.

-Neolissochillus thienemanni (IHAN)

(Endemik Danau Toba)

(Barus, 2016)

Tilapia mossambica (Mujahir)

Neolissochillus thienemanni (Ihan)

(Sudibyo et al., 2008)

BURUNG-COLUMBIDAE Di SAMOSIR

Streptopelia spMacropygia spGeopilia sp

(Sugiarti, 2016)

Dendrochilum sp

Coelogyne rochussenii

Vanda sumatrana

Staurochilus fasciatus

Tumbuhan Khas Sumatera Utara-Kearifan Lokal (Hasairin, 2017)

Zanthoxylum acanthopodium(Andaliman) Balakka, Kimalaka

(Phyllanthus emblica) (Bangun-bangun)

Coleus ambonicus Dryobalanops aromatica(Phon Kapur)

Styrax sp(Kemenyan)

Donax cannaeformis (Bamban)

Citrus hystrix(Jeruk purut)

Cananga odorata(Kenanga)

PENELITIAN KEANEKARAGAMAN HAYATI

1. Pendekatan Klasik (Konvensional

(Berbasis Morfologi + Anatomi)2. Pendekatan Molekular

-DNA Barcoding

-DNA MetabarcodingFLORA (TUMBUHAN)

- Akar

- Batang

- Daun

- Bunga

FAUNA (HEWAN)

- KEPALA

- BADAN

- ANGGOTA GERAK

SERANGGA

- AEDAGUS

Gen BankNCBI

3. Artificial IntelligenceEx. – PlantNet

- iNaturalist

Trend : PENELITIAN KEANEKARAGAMAN HAYATIBERBASIS MOLEKULAR-DNA BARCODING

* Bapak DNA Barcoding:Paul D. N. Hebert: Director of the New Biodiversity Institute

of Ontario at University of Guelph in Canada

* Sejak tahun 2002

DNA Barcode: Teknik identifikasi organisme dengan menggunakan potongan gen (urutan pendek dari DNA)

Potongan gen ---- Marka Spesifik Spesies

1. COI, 16 S-rDNA, Cyt B ---- Mitokondria ---- HEWAN

2. ITS1, ITS2, 18 S-rDNA ----- Inti ---------- FUNGI

3. MatK ------------------- Kloroplast ----- TUMBUHAN

4. rbcL -------------------- Plastida ------- TUMBUHAN

Genom Mitokondria

HEWAN

DNA Sekuenser

Software: MEGA X

Gen Bank-NCBI

mt COI sequen: 448 bp

AGGAGGTAAAAGTCACAATCTCATATTATTTATTCGTGGGAA

AGCTATGTCTGGAGCTCCAATTATAATAGGTAAAAGTCAATT

TCCAAACCCCCCAATTATAATAGGTATTACTATAAAGAAAATT

ATAATAAATGCATGTGATGTAACAATAACATTATATATTTGATC

ATTGTTAATAAATGACCCAGGTTGTGCTAACTCAATTCGAAT

AATCATTCTTAGTATTATTCCTACTATTCCTGATCAAATTCCA

AATAAGAAATATAATGTACCAATGTCTTTATGATTTGTTGAAT

AAAATCATTTTTTCATTGGTTTATTAAGGTGTCTGAATAAAG

TAGTAAACTGTAAATTTACTTAAGGATTACATCCCCTTAATAA

AATTAGTTTTATAGTTTATAAAAATATTAAATTGCAAATTTAAA

GATGATAAATATCTAAGACTAT

Species Accession

Quer

y

Cover

Percent

Indentity

Nephotettix cincticeps COI

(MF716882.1

)

60%

92.47%

Nephotettix nigropictus

COI

(KX351394.1

)

60%

96.40%

HASIL BLAST THD BANK GEN NCBI

mt COI DNA: 689 pb

Species AccessionQuery Cover

Percent Indentity

Nephotettix cincticeps COI (KU258184.1) 99% 90,36%

Nephotettix nigropictus COI (MH052646.1) 92% 90,46%

Nephotettix virescens COI (MH052643.1) 94% 98,75%

TCAACAAATCATAAAGATATTGGTACATTATATTTTTTATTTG

GAATTTGATCAGGAATAGTAGGAATAATACTAAGAATAATTA

TTCGAATTGAATTAGCACAACCAGGATCATTTATTAATAAT

GACCAAATATATAATGTTATTGTTACATCACACGCATTTATT

ATAATTTTTTTTATAGTTATACCAATCATAATTGGAGGTTTT

GGTAATTGGCTATTACCTATTATAATTGGAGCTCCAGACAT

AGCATTCCCACGATTAAATAATATAAGATTTTGACTTTTACC

TCCATCATTAACATTACTTTTAATAAGATCTATCATTGAAATA

GGAGTGGGAACAGGTTGAACAGTATACCCCCCCCTTTCA

AGAAATATTGCTCATTCAGGTCCAAGAGTTGATATATCAAT

TTTTTCATTACATCTAGCAGGAATTTCATCAATTTTAGGAG

CGGTAAATTTTATTTCAACAGTCATTAATATACGACCTAAA

GGAATATATATAGACCGAACTCCTTTATTTGTATGATCTGTA

CTAATTACAGCTATTTTATTATTATTATCTTTACCTGTATTAG

CAGGAGCTATTACAATACTTCTTACAGATCGAAATATTAATA

CAACATTTTTTGATCCTGCAGGAGGGGGGGACCCAATTT

TATACCAACACTTATTTTGATTTTT

HASIL BLAST THD BANK GEN NCBI

(Madduppa, 2020)

DNA METABARCODING VS DNA BARCODING

DNA METABARCODING

DNA Lingkungan

Berbasis:

(Madduppa, 2020)

Tahapan DNA Metabarcoding-e DNA (Madduppa, 2020)

Bold SystemMBrave

TERIMAKASIH

DANKE

SCHOEN

HORAS