Materi Iktioplankton

(1)

(2)

Filogenetik ikan

Filogenetik

Systematik Klasifikasi

(3)

Ontogenik vs filogenetik

• Ontogenik: mempelajari perkembangan organisme sejak aktivasi hingga berhenti berkembang (tumbuh + tambah) • Filogenetik: mempelajari perkembangan evolusi organisme,

menjelaskan dan merekonstruksi bentuk hubungan genetik seluruh anggota spesies atau taksa yang lebih tinggi.

• Evolusi prosesnya berlangsung tidak random, namun

teratur. Skala waktu evolusi dapat dihitung. Skala waktu embriologi dapat dihitung. Rekapitulasi dapat

diformulasikan.

• Recapitulasi: perkembangan embrionik yang berulang dari generasi ke generasi berikutnya.

(4)

Ontogeni dan filogeni

Ontogeni

Dimulai dengan angka 120, dibagi dengan 6, hasilnya dibagi dengan 6, diulang prosesnya 10 kali, kemudian akan diperoleh duabelas periode ontogeni.

Rekapitulasi Kuadrat waktu ontogenik = 288,000  waktu filogenik .

Filogeni

Dimulai dengan 120, dikalikan dengan 6,

hasilnya dikalikan dengan 6, diulang prosesnya 10 kali, kemudian akan diperoleh duabelas

(5)

filogeni

• Haeckel mengajukan teori “ontogeni

recapitulasi filogeni”, apabila filogeni dapat

dibagi 12 periode maka ontogeni juga dapat

dibagi dalam 12 periode.

• O

_i2

_{= 288.000 ÷ P}

i

• Kuadrat waktu ontogeni = 288.000 ÷ waktu

filogeni

(6)

ONTOGENI

• Perkembangan manusia dapat dibagi dalam enam periode, misalnya dari umur maksimum 120 dibagi 6. • Usia maksimum manusia tertua ≈ 120 th. Umur ini

kalau dibagi dalam 6 periode akan menghasilkan tabel seperti berikut. periode 120 ÷ 6= 20 120 tahun 20÷6= 3,3 20 tahun 3,3 ÷6= (3,3x12) ÷6 6,6 bulan 3,3 tahun 6,6÷6= 1,1 bulan 6,6 bulan 1,1 ÷6= (1,1x30) ÷6 5,5 hari 1,1 bulan 5,5÷6= (5,5x24) ÷6 22,2 jam 5,5 hari

(7)

Ontogeni dan filogeni

• Apabila diinginkan dalam 12 periode perkembangan, maka umur maksimum 120 dibagi √6, hasil nya seperti tabel berikut

Periode Umur Ontogeni Filogeni Tahun

120 tahun 20

12 49 tahun Profesor Fisika nuklir 120

11 20 tahun Universitas Sain 720

10 8,2 tahun Membaca dan menulis Tulisan pertama 4,320

9 3,3 tahun Menggambar Menggambar 25,920

8 16,2 bulan Berdoa Ritme

keagamaan

(8)

Ontogeni dan filogeni

Periode Umur Ontogeni Filogeni Tahun

7 6,6 bulan Lahir Homo erectus 933,120

6 2,7 bulan Janin Homo habilis 5,598,720

5 1,1 bulan Embryo Kera 33,592,820

4 13,6 hari Jantung 4 ruang Mamalia, burung 201,553,920 3 5,5 hari Blastocyst, coelom Hydra, coelenterata 1,209,323,520 2 54,4 jam Zygote, morula Protista, cell cluster 7,255,941,120 1 22,2 jam Ibu & ayah Langit & bumi 43,533,646,720

(9)

Tahapan kejadian pada evolusi

Hitungan waktu Arti Catatan waktu Bukti

1 43.535.646.720 Ruang dan masa 20.000.000.000 Bermula dari atom 2 7.255.941.120 Kehidupan 3.000.000.000 Fosil primitif sedikit 3 1.209.323.520 perkawinan 1.000.000.000 Seaweed

4 201.553.920 Keibuan /perawatan 180.000.000 Burung dan mamalia 5 33.592.320 Kekeluargaan 35.000.000 Fosil kera pertama 6 5.598.720 Manusia 3.500.000 Alat buatan tertua

(10)

Tahapan kejadian pada evolusi

Hitungan waktu Arti Catatan waktu

Bukti

7 933.120 Pondok 300.000 Pondok ...kapak tangan 8 155.520 Ritual agama 70.000 BC. Kuburan ....tombak

9 25.920 Perburuan 7.000 BC. Pertanian . Busur& panah 10 4.320 Kerajaan, pajax 2172 BC. Ketapel, kereta perang

11 120 x 6 = 720 Kebangkitan ilmu 1326 AD. Senjata api (cannon)

(11)

Sistematika ikan

Bagaimana sistematik bekerja??

Study tentang keragaman ikan dan hubungan evolusi seluruh populasi, spesies dan taxa yang

(12)

Persentase komposisi tiap golongan

(vertebrata=54711; pisces=27977)

Pisces, 51,10% Ampibi, 19,50% Reptilia, 5,60% Aves, 13,60% Mamalia, 10,20%

(13)

Sistematik

• Mengembangkan pengertian bentuk keragaman dalam konteks teori evolosi dan ekologi

– Kecenderungan sebaran spasial suatu spesies

– Kecenderungan timbulnya/kepunahan suatu group evolusi • Beberapa pertanyaan simpel:

• Apa yang menyebabkan keragaman ikan lebih tinggi pada ekosistem koral daripada waduk?

• Apa yang menyebabkan Cypriniforms, siluriforms melimpah?

• Faktor apa saja yang menyebabkan ikan purba di laut Monado (Latimeria monadoensis) masih hidup, ikan

purba di lembah sungai Mississipi (bowfin, gar, paddlefish, dsb.) masih banyak ditemukan?

• Apa hubungan evolusi (phylogenetik) antara lele dan gabus?

(14)

Subdisiplin dalam Sistematik

• Taxonomi - teori dan praktek dalam menjelaskan,

mengidentifikasi dan mengklasifikasi taksa

(group-group pada hubungan filogenetik organisma)

• Nomenklatur - penamaan pada group taksonomi

• Klasifikasi – pengorganisasian taksa kedalam

(15)

Fokus Sistematik pada Spesies

• Secara historis, penekanan lebih banyak pada

tingkat spesies suatu klasifikasi:

– Pengelompokan organisme yang dapat bereproduksi

dan menghasilkan anakan yang baik

• Sekarang, penekanan hingga level dibawah

spesies

– undang-undang perlindungan terhadap spesies

hampir punah (Endangered Species Act)

• Penerapan terhadap spesies yang merupakan bagian dari populasi yang dapat melakukan interbreeding ketika dewasa

(16)

Konsep Spesies

• Morfologis (Linnaeus): group terkecil dari individu yang dapat dibedakan secara jelas dan terpisah dari kelompok lainnya

– Seringkali terjadi misklasifikasi karena pengelompokan

berdasarkan perbedaan antar individu yang menjaga karakter antar dan inter group inbreeding

– Semata-mata tergantung perbedaan morfologis hasil pengamatan

• Biologis (Mayr): group populasi suatu individu yang memiliki kemiripan bentuk dan fungsi dan secara reproduksi terisolasi dengan populasi lain

– Definisi secara konvensional hingga akhir tahun 1980-an – Termasuk informasi genetis

– Mengesampingkan hibridisasi

(17)

Konsep Spesies

• Evolusioner: sebuah populasi atau group populasi yang memiliki kesamaan garis evolusi dan kecenderungan

historis

– Dikenali perbedaannya secara genetis dan morfologis – Sangat sulit menetapkan “garis evolusi”

– Seberapa besar keragaman yang ada dalam kesamaan garis evolusi?

• Filogenetis: unit biologi terkecil yang sesuai untuk analisis filogenetis (proses-proses laju penurunan karakter sebagai karakter moyang atau turunan,

kemudian pengelompokan berdasarkan kesamaan sifat)

– Tidak menduga cara spesiasi – Tidak berubah-ubah

(18)

Konsep Spesies

• Kegunaan setiap konsep tergantung pada

penggunaan – untuk undang-undang

perlindungan spesies hampir punah,

menggunakan bukti sebanyak mungkin:

– Morfologi, fisiologi, tingkah laku

– Geografis

– Sejarah hidup dan perkembangan

– Habitat dan ekologi makanan

– Filogenetis

(19)

Pendekatan klasifikasi

• Secara filosofis ada 3 kelompok wilayah

sistematik : cladistik atau sistematik

filogenetik, fenetik atau taksonomi numerik,

dan sistimatik evolusioner

(20)

Menentukan hubungan antar Taksa

• Tradisional: grade primitive ke advanced, hubungan group

berdasarkan pada sejumlah karakter yang seringkali berubah-ubah, mengembangkan model berdasarkan jumlah data yang terbatas.

• Hubungan evolusi digambarkan dalam bentuk diagram pohon yang dinamakan filogram.

Contoh:

• Tradisional : memperlakukan fosil buaya dan burung modern memiliki garis evolusi yg terpisah berdasarkan temuan fosilnya terdapat gap waktu.

• Kladistik: memperlakukan buaya dan burung memiliki garis evolusi yg sama sehingga secara tegas memasukkan dalam monofiletik group Archosauria.

(21)

Menentukan hubungan antar Taksa

• Phenetics: pendekatan statistik multivariate :

– Memasang daftar karakter sebagai operational taxonomic unit (OUT). Menggunakan banyak karakter dan sampel. – Menetapkan derajat kesamaan seluruh group berdasarkan

jumlah kesamaan karakter

– Mengabaikan hubungan evolusi suatu group (convergen ) dapat diletakkan pada garis evolusi terpisah kedalam

takson tunggal

– fenetik disajikan dalam grafik yang disebut fenogram – Spesies yang OTU nya semakin dekat maka

(22)

Menentukan hubungan antar Taksa

• Filogenetik

(Kladistik):

– Memasang daftar karakter

– Mengklasifikasikan setiap group taksonomi

berdasarkan ada atau tidak adanya setiap karakter

– Menetapkan derajat kesamaan seluruh group

berdasarkan kesamaan karakter dan keunikan karakter

• Kesamaan karakter = karakter yang plesiomorpik (primitif) • Karakter unik = karakter apomorpik (modern)

• Kesamaan karakter unik = karakter sinapomorpik

(23)

Kladogram

• Hubungan filogenetik dijelaskan dalam

kladogram – cabang merupakan representasi

hubungan evolusi seluruh anggota taksa

(24)

Spesiasi

• Bagaimana populasi menjadi spesies yang

terpisah?

- Proses dimana aliran gen antar saudara dalam

populasi berkurang sangat nyata yang

menyebabkan masing-masing menjadi berbeda

garis evolusinya.

– Allopatrik (terisolasi secara geografik)

– Non-allopatrik (tanpa isolasi geografik)

(25)

Spesiasi

• Spesiasi Alopatrik (isolasi geografik) :

– Vicariant - populasi yang sangat besar secara

geograpis terisolasi (kejadian inbreeding kecil) (United

States)

– Founder – populasi yang kecil secara geografis

terisolasi dan kemudian secara reproduksi terisolasi

malalui inbreeding, seleksi, aliran gen (Gilligan’s

Island)

– Reinforcement – semula terisolasi kemudian diikuti

simpatri, namun terjadi seleksi terhadap hibridnya.

(26)

Spesiasi

• Non-allopatrik (tanpa isolasi geograpik)

– Simpatrik –tiap spesies diantara sebaran geogafik

berevolusi , tetapi beradaptasi pada habitat yang

berbeda.

– Parapatrik- tiap spesies dalam habitat yang

terbatas berevolusi memotong zona kontak yang

sempit- kesempatan percampuran dengan spesies

lain sangat kecil

(27)

Pengertian “spesies”

• Kelompok makhluk hidup yang berbeda

terhadap lainnya, secara =

– morfologi, behavior, fisiologi, ekologi

• Secara reproduksi terisolasi

• Sistem perkawinan dan sistem pengenalan

pasangan sangat penting sebagai penggerak

isolasi.

(28)

Karakter taksonomis

• Karakter yang diperlukan untuk membedakan

taksa dan keterkaitannya antar taksa

• Karakter merupakan variasi struktur homolog

yang digunakan sebagai penciri dari taksa

• Karakter dapat dikelompokkan dalam

beberapa jenis: karakter meristik, karakter

morfometrik dan karakter anatomik

(29)

Karakter meristik

• Semula menggunakan bagian tubuh tertentu, misalnya myomer (sekat tubuh), misalnya jumlah vertebra, jumlah duri keras dan lunak pada sirip

• Sekarang menggunakan semua bagian tubuh yang bisa dihitung, termasuk jumlah sisik, tapis insang,

barbel/sungut, lobang dikepala

• Karakter yang digunakan sangat penting, biasanya peneliti lain akan menghasilkan jumlah yang sama.

• Keadaan karakter: umumnya stabil, terjadi beberapa perubahan.

• Karakter meristik lebih mudah dilakukan uji statistik, bisa membandingkan dengan populasi lain dengan sedikit upaya

(30)

Karakater morfometrik

• Karakter yang dapat diukur, misalnya panjang

badan, panjang kepala, diameter mata dan

perbandingan antar karakter

• Beberapa karakter sangat variatif, berubah

sesuai perkembangan/umur

• Analisis perbedaan populasi lebih rumit

daripada karakter meristik

(31)

Karakter anatomis

• Karakter pada anatomi tubuh yang keras : tulang (osteology) , maupun lunak : organ dalam (usus, lambung), peredaran darah,

saraf.

• Membutuhkan sampel lebih sedikit

Karakter lain

• Karakter yang pasti sebagai pembeda dengan taksa lain:

warna, pola warna (bergaris, berbintik)

• Karakter fotopor, organ seks (gonopodium, clasper)

• Teknik molekular (analisis DNA inti atau mitokondria)

• Karakter tingkah laku dan fisiologis

(32)

Tahapan dalam klasifikasi

• Level alfa () : deskripsi tingkat spesies

• Level beta () : penyusunan spesies kedalam

sistem klasifikasi

• Level gama : analisis variasi infraspesifik dan

studi evolusi

(33)

Unit klasifikasi

• Sistematik

menggunakan banyak unit untuk menunjukkan hubungan antar level

• Klasifikasi merinci genera dari kelompok besar

semakin kecil hingga unit terkecil, mulai dari

kategori: Domain,

Kingdom, Phylum, Class, Order, Family, Genus, Species.

• Contoh untuk ikan tuna

(34)

Kode internasional penamaan hewan

(International Code of Zoological Nomenclature)

• Aturan tentang penamaan hewan , berkaitan dengan jenis publikasi, authorship, nama ilmiah baru, jenis taksa

• Berdasarkan prinsip prioritas, yang menyatakan lebih dulu adalah yang valid sebagai author

• ICZN mengatur interpretasi dan penamaan hewan, anggotanya para ahli dibidangnya.

• Identifikasi Spesies dan subspesies berdasarkan spesimen • Spesimen harus disimpan secara baik dan benar di musium

(35)

Kode internasional penamaan hewan

(International Code of Zoological Nomenclature)

• Spesimen utama (primary type) meliputi holotype (spesimen tunggal) yang digunakan untuk mendeskripsikan spesies baru, maupun lectotype yang merupakan spesimen berikutnya yang dipilih dari banyak spesimen (syntype).

• Spesimen neotype yaitu penggantian spesimen utama yang dibolehkan bila ada alasan kuat, misalnya primary type rusak, hilang atau faktor lain misalnya permasalahan penamaan

masih rumit yang hanya bisa diselesaikan oleh spesimen neotype

• Spesimen kedua (scondary type) meliputi paratype yaitu sp tambahan yang digunakan untuk mendeskripsikan sp baru , maupun paralectotype yaitu spesimen lainnya dari syntype. • Spesimen topotype , yang diambil dari tempat yang sama

dengan spesimen primary type , harus dikoleksi untuk melihat variabilitas

(36)