Satwa Serangga (Insect)

Spesies Kupu-kupu Radiasi spektakuler di Karibia (Study menggunakan DNA)

Dalam salah satu revisi taksonomi pertama kupu-kupu neotropical yang memanfaatkan ‘DNA barcode’, Andrei Sourakov (University of Florida, Florida Museum of Natural History) dan Evgeny Zakharov (University of Guelph, Kanada Pusat Barcode DNA di Institut Keanekaragaman Hayati Ontario) menemukan tingkat evolusi spektakuler perbedaan dalam genus kupu-kupu satyrine Calisto.

Studi ini diterbitkan dalam akses terbuka jurnal Sitogenetik Komparatif.

Karibia memiliki keragaman yang luar biasa habitat dan satwa liar. Lebih dari 200 spesies kupu-kupu milik beberapa genera 100 tinggal di pulau tersebut, kebanyakan genera diwakili oleh satu spesies. Banyak spesies yang endemik untuk daerah yang tidak terjadi di tempat lain. Fauna ini khas tampaknya muncul sebagai akibat dari spesies berimigrasi dari daratan di beberapa titik selama sejarah pulau tersebut, dan kemudian berkembang menjadi isolat sebagian besar pulau.

Para satyrine genus kupu-kupu Calisto adalah yang paling terkenal dari mereka, karena memiliki jumlah terbesar spesies yang tersisa dibandingkan dengan genera kupu-kupu lain yang ditemukan di wilayah ini. Calisto telah terdiri 54 taksa bernama, yang menempati sebuah array yang sangat beragam habitat, sugestif radiasi adaptif pada skala contoh klasik lainnya, seperti Galápagos atau pipit Darwin.

Para penulis dari penelitian ini diterapkan satu set baru karakter molekuler untuk memperjelas klasifikasi dan evolusi kupu-kupu Calisto. Teknik ‘DNA barcode’ didasarkan pada analisis pendek, daerah gen standar dalam DNA mitokondria, dan menyediakan metode efisien untuk identifikasi spesies. Akibatnya, Calisto sekarang berisi 34 spesies dan 17 subspesies dan data baru menjelaskan sejarah evolusi umum dari genus yang ada.

Tingkatan spektakuler menemukan divergensi DNA yang menunjukkan bahwa selama periode diversifikasi 4-8.000.000 tahun. Spesies Calisto yang terjadi hanya di Puerto Rico, Kuba, dan Jamaika ditemukan adanya kemungkinan bahwa telah berevolusi dari nenek moyang berbagai Hispaniolan. Penelitian ini tidak menemukan dukungan untuk teori-teori yang sebelumnya menganjurkan evolusi melalui peristiwa pemisahan geografis karena lempeng tektonik. Waktu frame-evolusi dan posisi filogenetik non-Hispaniolan taksa menunjukkan bahwa peristiwa penyebaran kuno dari Hispaniola ke pulau lain dan radiasi adaptif dalam Hispaniola yang mungkin bertanggung jawab atas diversifikasi dalam genus Calisto.

http://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110817022136.htm

Laba-laba paling Tangguh dan paling Keras di Dunia: Palpimanus

Rabu, 22 Juni 2011 – Laba-laba ini bernama Palpimanus gibbulus. Ia hidup di daerah negara-negara Mediterania, khususnya di Spanyol dan Portugal, merayap di bawah batuan dan merangkak menuju laba-laba lain.

Bila anda seperti Mark Zuckenberg, berencana membunuh sesuatu dan memakannya, pilihlah yang lebih kecil dari anda atau yang tidak dapat melawan, atau keduanya. Jika tidak anda terpaksa berjuang mati-matian.

Tidak semua predator menggunakan prinsip ini. Kelelawar telinga panjang gurun pasir dengan senang memangsa kalajengking berbisa, dan kumbang tanah berani menerkam dan memangsa katak yang ukuran beberapa kali dirinya sendiri. Itu mengesankan, namun katak memang bukan predator yang menyeramkan.

Stano Pekar dari Universitas Masaryk di Brno, Republik Ceko, dan rekan-rekannya ingin mengetahui bagaimana laba-laba Palpimanus gibbulus berburu. Namun mereka terbukti sangat sulit dipelajari sehingga mereka harus menggabungkan data dari spesies kerabatnya, Palpimanus orientalis. Hidup di Israel, P. orientalis sangat mirip dengan P. gibbulus: mereka hanya dapat dibedakan lewat organ kelaminnya.

Para ilmuan meletakkan satu laba-laba ini ke cawan petri, bersama seekor laba-laba mangsa, dan mengamati apakah Palpimanus dapat menangkapnya. Ternyata mereka dapat menangkap semuanya dari 29 laba-laba yang ditawarkan ke mereka, dan menangkap semuanya kecuali satu spesies dalam lebih dari separuh percobaan. Tidak peduli darimana famili sang mangsa, tidak peduli ukurannya seberapa: Palpimanus sama senangnya memangsa laba-laba yang ukurannya tiga kali lebih besar atau dua kali lebih besar darinya.

Dalam sederetan eksperimen, mereka menyajikan P.gibbulus seekor laba-laba pelompat bernama Cyrba algerina, yang juga senang memangsa laba-laba lain. Siapa yang menang? Dalam 90% percobaan, P.gibbulus yang memangsa Cyrba sementara 10% sisanya mereka sendiri yang dimangsa.

Palpimanus tidaklah cepat, namun ia seperti siluman, mendekati mangsanya begitu hati-hati sehingga sang mangsa tidak mampu mendeteksi getaran apapun dari tapak kakinya. Itu artinya ia dapat mendekat, pada jarak yang dapat menerkam, menangkap mangsanya dengan kaki depan dan memberikan gigitan berbisa mematikan.

Dalam banyak kasus, laba-laba mangsa balas menggigit, namun ini sia-sia. Palpimanus memiliki kutikel (kulit) puluhan mikron tebalnya, lebih dari dua kali tebal kutikel spesies mangsanya dan mungkin yang paling tebal dalam dunia laba-laba seukurannya, jadi gigitan jarang membahayakan. Selain percobaan dengan Cyrba algerina, hanya 1 persen dari percobaan dengan spesies mangsa dimana Palpimanus sendiri yang dibunuh.

Sumber

New Scientist, Juni 2011.

Evolusi Ciptakan Serangga Berhelm

KOMPAS.com — Serangga yang memiliki helm? Mungkin kedengaran aneh. Tapi, spesies itu memang ada dan ditemukan di Ekuador. Struktur serupa helm pada spesies yang termasuk golongan treehopper itu memanjang dari segmen pertama bagian dada hingga belakang tubuh.

Tim ilmuwan dari Institute of Developmental Biology di Perancis, Benjamin Prud’homme and Nicolas Gompel, baru-baru ini berhasil mengungkap peranan evolusi dalam membantu menciptakan spesies tersebut. Hasil penelitiannya dipublikasikan di jurnal “Nature”.

Seperti diuraikan di New Scientist, Senin (1/8/2011), sebelumnya, helm diduga hanya pertumbuhan keluar dari dada, bagian tengah tubuh serangga yang juga disebut thorax. Tapi, penelitian Prud’homme dan Gompel menunjukkan bahwa helm ternyata juga kelengkapan tubuh serangga yang sama seperti sayap, kaki, dan antena.

Jadi, ketika serangga pertama kali berevolusi 350 juta tahun lalu, mereka memiliki sayap yang tumbuh dari ketiga segmen dadanya. Namun 100 tahun kemudian, gen Hox menekan pertumbuhan sayap dari segmen pertama dada dengan menghambat kinerja gen terkait. Sayap dari segmen itu pun tak tumbuh sekian lama.

Nah, 40 juta tahun yang lalu, pada treehopper, aksi gen Hox bisa dihambat sehingga sayap tumbuh. Tapi, karena sayap di segmen pertama tak berfungsi membantu serangga terbang, maka dengan bantuan gen Nubbin, Distal-less and homothorax, sayap itu bermodifikasi menjadi struktur serupa helm.

Petunjuk bahwa helm adalah modifikasi sayap terlihat dari kesamaan cirinya, misalnya sama-sama memiliki urat-urat. “Kesamaan itu membuktikan bahwa sayap dan helm punya asal usul yang sama, baik perkembangan maupun evolusinya, walaupun anatomi dan fungsinya berbeda,” kata Prud’homme.

Struktur serupa helm diketahui berfungsi untuk mimikri, memungkinkan treehopper berlindung dari predator. Dengan bantuan helm ini, treehopper bisa tampak seperti tanduk, biji, bahkan semut. Helm mungkin juga berfungsi mengamplifikasi suara, membantu serangga berkomunikasi.

Michalis Averof, pakar evolusi dari Institute of Molecular Biology and Biotechnology di Heraklion, Yunani, yang tak terlibat penelitian ini mengatakan, “Apa yang dijumpai pada treehopper adalah contoh menarik bagaimana evolusi bekerja, menciptakan variasi dari program-program yang sudah ada.”

Efek Perubahan Iklim pada Persebaran Laba-laba Reklus Coklat

Selasa, 26 April 2011 – Salah satu laba-laba paling ditakuti di Amerika Utara menjadi subjek studi terbaru yang bertujuan meramalkan distribusinya dan bagaimana distribusi ini dapat dipengaruhi perubahan iklim.

Ketika diganggu, laba-laba reklusa coklat (Loxosceles reclusa), menyuntikkan bisa kuat yang dapat membunuh jaringan di lokasi gigitan. Hal ini dapat mengakibatkan goresan dan bengkak dalam yang menyakitkan.

Namun lukanya tidak selalu mudah di diagnosa. Praktisi medis dapat dibingungkan dengan gigitan dari kondisi serius lainnya, termasuk penyakit Lyme dan berbagai jenis kanker. Distribusi laba-laba ini tidak dipahami baik, dan profesional medis sering mendiagnosa gigitan reklusa coklat di luar daerah dimana ia diketahui ada.

Dengan mengkarakterisasi distribusinya dengan lebih baik dan dengan memeriksa potensi daerah distribusi pada skenario perubahan iklim di masa depan, masyarakat medis dan umum dapat lebih mengetahui mengenai spesies ini, kata penulis studi ini Erin Saupe. Saupe adalah mahasiswa pasca sarjana Geologi dan mahasiswa lembaga Keanekaragaman Hayati.

Untuk mempelajari distribusi reklusa coklat, Saupe dan peneliti lainnya menggunakan teknik pemetaan prediktif yang disebut pemodelan niche ekologis. Mereka menerapkan skenario perubahan iklim masa depan pada distribusi laba-laba yang sudah diketahui di Amerika Serikat Tengah barat dan selatan. Para peneliti menyimpulkan kalau jangkauannya dapat menyebar ke utara, menginvasi daerah yang sebelumnya tidak terpengaruh. Daerah yang akan terpengaruh dapat mencakup bagian-bagian dari Nebraska, Minnesota, Wisconsin, Michigan, South Dakota, Ohio, dan Pennsylvania.

“Hasil ini mengilustrasikan konsekuensi negatrif potensial perubahan iklim pada manusia dan akan membantu profesional medis dalam identifikasi dan perawatan gigitan yang sesuai, mengurangi misdiagnosa gigitan,” kata Saupe.

Makalah ini diterbitkan tanggal 25 Maret 2011 dalam jurnal PLoS ONE. Tim peneliti mencakup Saupe; Monica Papes, seorang alumna Biologi evolusi dan ekologi lembaga keanekaragaman hayati; Paul Selden, direktur lembaga paleontologi dan profesor paripurna paleontologi invertebrata, jurusan Geologi dan Richard S. Vetter, Universitas California-Riverside.

Sumber berita :

University of Kansas Biodiversity Institute.

Blueprint yang berhasil, di Daur Ulang oleh Evolusi

Rabu, 20 April 2011 – Selama perkembangan janin, sejumlah besar tipe sel khusus berbeda muncul dari telur yang dibuahi. Informasi genetiknya identik dalam seluruh sel organisme. Berbagai sifat sel muncul karena aktivitas gen dikendalikan dan diatur oleh faktor transkripsi.

Dengan menyalakan atau mematikan gen, tubuh membuat sel otot, sel tulang, sel hati dan banyak lagi.

Para ilmuan telah lama bingung karena pertanyaan apakah program pengaturan gen yang mengendalikan perkembangan ini ditemukan sekali dalam evolusi atau apakah mereka muncul kembali dalam berbagai spesies. Studi sebelumnya mendukung kedua teori masing-masing.

Sebuah tim peneliti di Austria dan Amerika Serikat sekarang melihat pada protein pengatur kunci dalam enam spesies lalat buah Drosophila. Mereka mempelajari perkembangan mesoderm, salah satu dari tiga lapisan sel awal pada janin awal semua organisme tingkat tinggi. Sel mesoderm berdiferensiasi menjadi sel otot, sel jantung, tulang dan jarnigan penghubung dsb.

“Sebagian spesies lalat buah yang kami amati berkerabat dekat seperti manusia dengan primata lainnya. Yang lain sejauh manusia dan burung,” jelas Alexander Stark, ahli biologi sistem di Lembaga Penelitian Patologi Molekuler (IMP) di Vienna dan salah satu penulis studi yang diterbitkan dalam Nature Genetics. Tim peneliti berfokus pada faktor transkripsi Twist dan mencari lokasi pengikatan Twist pada DNA berbagai spesies. Ternyata lokasi pengikatan ini sangat sama pada semua lalat, menunjukkan kalau program yang mengatur perkembangan mesodermal telah “didaur ulang” bukannya ditemukan secara independen pada hewan-hewan ini.

Selain hasil ini, studi juga menemukan kalau Twist berinteraksi dengan faktor transkripsi rekan untuk secara spesifik berikatan dengan DNA pada posisi yang tepat. Pemahaman yang lebih dalam mengenai mekanisme ini akan membantu kita memahami bagaimana organisme tingkat tinggi seperti manusia berkembang dan bagaimana kelemahan dalam pengaturan gen mampu mengakibatkan penyakit seperti kanker.

Jaringan kerjasama

Studi ini adalah hasil kerjasama antara dua kolega mantan MIT: Julia Zeitlinger, yang sekarang di Lembaga Penelitian Medis Stowers dan Sekolah Medis Universitas Kansas, menemukan lokasi pengikatan faktor transkripsi. Alexander Stark, yang sekarang menjadi Pemimpin Kelompok di IMP dan kepala sub proyek Jaringan Integrasi Bioinformatika III, bertanggung jawab dalam prediksi dan analisa data.

Jaringan Integrasi Bioinformatika (BIN) juga disponsori oleh Program GEN-AU Austria, mengembangkan solusi bioinformatika dan menawarkannya pada kelompok peneliti lain. Jaringan ini dipimpin oleh Zlatko Trajanoski dari Universitas Medis Innsbruck.

Partner lain BIN adalah Lembaga Genomik dan Bioinformatika Universitas Teknologi Graz, Pusat Bioinformatika Integratif di Laboratorium Max F. Perutz di Wina, dan Lembaga Penelitian Patologi Molekuler di Wina.

Kerja sama ini juga diikuti oleh Lembaga Kimia Teori dan Jurusan Biologi Struktur dan Komputasi, keduanya di Universitas Wina, UMIT – Jurusan Sains Kehidupan dan Kesehatan Universitas Hall di Tyrol, dan CeMM, Pusat Penelitian Pengobatan Molekuler di Akademi Sains Austria di Wina.

Publikasi hasil sub proyek “Cis-acting regulatory motifs,” yang dipimpin oleh Maria Novatchkova dan Alexander Stark (keduanya di IMP), salah satu dari sepuluh sub proyek BIN. Program Penelitian Genom Austria telah diresmikan oleh Kementrian Sains dan Penelitian Austria tahun 2001.

Sumber: Faktailmiah.com

Bomi, Mahakarya Bangsa Rayap

Rumah rayap, warga Merauke menyebut dengan bomi banyak terdapat di sisi jalan di Taman Nasional Wasur, Papua, Kamis (7/4/2011).

Oleh Amir Sodikin/ Timbuktu H/Erwin Edhi P

KOMPAS.com – Rayap sering dituding sebagai perusak bangunan. Padahal, tidak selamanya demikian. Spesies rayap Macrotermes sp, misalnya, memiliki keahlian unik dalam membuat bangunan rumah dengan kecanggihan teknologi yang mencengangkan manusia.

Rumah rayap atau musamus, ada juga yang menyebutnya bomi atau rai, hanya bisa ditemukan di Taman Nasional (TN) Wasur, Kabupaten Merauke, Provinsi Papua.

Selain bangunannya kuat dan tahan gempa, rumah mereka memiliki kecanggihan ventilasi yang bisa mempertahankan suhu hangat secara stabil dan tak terpengaruh cuaca luar. Dengan memaksimalkan desain ruangan, lorong-lorong, cerobong, dan memanfaatkan angin untuk menciptakan tekanan, mereka menerapkan rahasia alam yang baru terungkap sebagian saja oleh para peneliti.

Hal lain yang menakjubkan, di dalam rumah rayap yang diperkirakan berisi jutaan anggota koloni itu, bekerja sebuah sistem yang bisa menghidupi koloni rayap hingga puluhan tahun. Publikasi NM Collins dalam Journal of Animal Ecology, Februari 1981, menyebutkan, rumah rayap Macrotermes sp yang masih hidup dan berpenghuni mampu bertahan antara 15-20 tahun.

Dengan kontrol utama yang dikeluarkan oleh sang ratu rayap menggunakan teknologi feromon yang dimilikinya, kedisiplinan interaksi rayap pekerja, rayap prajurit, dan rayap reproduksi menarik perhatian banyak pihak. Rayap-rayap memiliki kemampuan homeostasis, yaitu ketahanan dalam mekanisme pengaturan lingkungan agar suhu dan kelembapan ruangan dalam rumah mereka stabil. Homeostasis adalah salah satu kata kunci penting dalam biologi yang sulit ditiru teknologi manusia.

Karena itu, beberapa peneliti tergoda menyebut rumah rayap dan koloninya sebagai satu kesatuan organisme yang disebut supraorganisme sosial, gabungan dari fungsi unit fisiologi dan unit sosial, seperti diungkapkan Alfred E Emerson dalam publikasinya di jurnal Ecological Society of America, April 1956. Ia dianggap satu kesatuan organisme yang memiliki teknologi mandiri (self-regulation) untuk bertahan hidup dengan berbagai kondisi cuaca.

Tak heran jika para peneliti dari berbagai belahan dunia tertarik mengadopsi teknologi rayap untuk mewujudkan bangunan yang mandiri secara sistem, teknologi ventilasi yang canggih, serta adanya sistem penstabil kelembapan udara yang bekerja setiap saat.

Seperti belimbing

Dari jalan trans Papua yang membelah TN Wasur, dengan mudah kita bisa menemukan konstruksi unik berwarna merah bata hingga cokelat. Menjulang hingga tiga meter dari atas tanah kering yang disesaki rumput liar di antara deretan acak pepohonan bus (sejenis Melaleuca sp). Bagian atasnya melancip, bak gedung pencakar langit.

Tak jauh dari bangunan pertama, terlihat bangunan-bangunan lainnya, menyembul dengan tinggi beragam, sekitar 1,5 meter-2,5 meter. ”Bangunan itu adalah bomi atau rumah musamus atau rayap. Orang sini ada yang menyebut rai,” ujar Syaiful Anwar, pengendali ekosistem hutan TN Wasur.

Bomi adalah rumah koloni rayap yang juga dikenal dengan nama anai-anai, semut putih, atau ranggas. Adapun jenis rayap yang membangun bomi adalah Macrotermes sp yang termasuk famili rayap tanah (Termitidae) dan dalam ordo Isoptera (rayap/laron). Banyak khalayak salah menyebut bomi sebagai rumah semut.

Arsitektur rumah rayap ini unik. Dilihat secara horizontal, bentuknya menyerupai buah belimbing yang dipotong salah satu bagian ujungnya dan diberdirikan. Terdapat tonjolan dan cerukan dengan penampang membentuk bintang bersudut tak beraturan. Inilah desain yang digunakan para rayap untuk menciptakan tekanan angin sehingga mampu dikontrol ketika melewati lorong-lorong bangunan mereka.

Diameter bomi yang sudah tua sekitar 1-2 meter. Setiap bomi punya jumlah sudut bintang yang berbeda bergantung pada kondisi lingkungan di sekitarnya, seperti letak pohon yang ada di dekatnya.

Bomi yang tingginya di bawah satu meter bentuknya belum menyerupai buah belimbing, masih seperti corong tak beraturan. Tinggi bomi bervariasi. Sejumlah bomi yang pernah terpantau Balai TN Wasur mencapai tinggi 5 meter.

Ibarat rumah tumbuh, tinggi bomi setiap waktu terus bertambah. Namun, menurut Syaiful, belum ada penelitian yang dapat menyebutkan dengan akurat berapa sentimeter tinggi bomi bertambah dalam tiap tahunnya. Diperkirakan, untuk membangun bagian bawah (fondasi) butuh waktu 1-2 tahun. Umumnya, fondasi bomi itu dibentuk setelah musim hujan selesai dan ketika tanah masih basah.

Tembok (permukaan) rumah rayap ini mengeras saat musim kemarau. Bahkan, membatu dan relatif kuat untuk dipanjat dan diduduki oleh orang dewasa seberat 70 kilogram. Pecahan bomi mati yang telah ditinggalkan koloni rayap dimanfaatkan untuk memasak sagu atau ubi dengan metode bakar batu oleh Suku Marind, suku asli di kawasan tersebut. Maklum, di Merauke memang sulit sekali mencari batu karena daratannya berupa rawa.

Kuatnya konstruksi bomi karena bahan dasarnya adalah tanah, serasah kayu, daun, akar, ranting, dan rumput yang tumbuh pada radius 200 meter dari bomi. Selanjutnya bahan tersebut dicampur air liur rayap yang berfungsi seperti semen untuk perekat. Jika sebagian bomi dibongkar, akan terlihat serasah rumput yang menyusun dinding dalam bomi.

Karena itulah persepsi rayap sebagai perusak gedung akan runtuh jika kita mengetahui bahwa rayap malah mampu membangun bangunan megah yang berukuran lebih dari tiga ratus kali ukuran tubuhnya.

Frederikus Gebze, Kepala Pusat Kajian Pengembangan Masyarakat Marind, mengatakan, bomi atau musamus memiliki nilai-nilai filosofis khusus. Bomi adalah mahakarya rayap yang dibangun dengan semangat gotong-royong dan menjadi rumah bersama yang tahan segala cuaca, hujan, kemarau, gempa, bahkan tahan terhadap kebakaran hutan.

Bangunan mewah musamus ini pun dibuat tanpa merusak lingkungan dan justru menghargai lingkungan setempat.

Sudah saatnya manusia belajar pada rayap…