Keanekaragaman Jenis Tumbuhan Paku dan Biosistematika Davallia di Sumatera dan Kepulauan Mentawai

Abstract

Davallia adalah genus anggota dari famili Davalliaceae yang tumbuh epifit. Tumbuhan ini memiliki distribusi yang luas dan keanekaragaman yang tinggi di daerah tropis seperti pada kawasan Malesia. Davallia memiliki rimpang yang panjang dan merayap, serta memiliki variasi jumlah anak daun tetapi disatukan oleh indusium berbentuk piala (reniform). Variasi morfologi menentukan klasifikasi pada tumbuhan ini. Namun, klasifikasi Davallia berdasarkan ciri morfologi menunjukkan adanya pengelompokan yang bervariasi antar spesies yang menimbulkan permasalahan taksonomi sampai saat ini. Dalam rangka mempertegas status taksonomi pada Davallia, kajian biosistematika dilakukan terhadap spesies Davallia yang dikoleksi langsung dari Kawasan Barat Malesia yaitu pulau Sumatera dan Kep. Mentawai. Kedua kawasan ini pada awalnya merupakan satu kepulauan namun proses geologis menyebabkan terbentuknya hambatan berupa lautan yang luas. Dengan demikian, kajian biosistematika spesies Davallia bertujuan untuk menjawab permasalahan taksonomi dan juga sekaligus fitogeografi dari Pulau Sumatera dan Kep. Mentawai. Penelitian ini terdiri atas 4 bagian yaitu keanekaragaman jenis tumbuhan paku di Pulau Siberut, keanekaragaman, pola distribusi dan tinjauan taksonomi Davallia, analisis filogenetik menggunakan sekuen trnL-F intergenic spacer (IGS) dari DNA kloroplas, dan profil metabolomik dari Davallia menggunakan analisis GC-MS. Penelitian diawali dengan mempelajari ciri morfologi spesimen dari tumbuhan paku dari Pulau Siberut dan spesies Davallia yang merupakan koleksi Herbarium Bogoriense (BO), Bidang Botani, Pusat Riset Biologi Badan Riset Nasional (BRIN). Cibinong. Selanjutnya dilakukan eksplorasi di lima taman nasional (TN) yaitu TN Gunung Leuser, TN Kerinci Seblat, TN Bukit Tigapuluh, TN Bukit Barisan Selatan dan TN Siberut, satu taman hutan raya (Tahura) yaitu Tahura Bukit Barisan dan empat pulau kecil di Kepulauan Mentawai yaitu Pulau Siberut, Pulau Sipora, Pulau Pagai Selatan dan Pulau Pagai Utara. Pengamatan ciri morfologi Davallia yang dikoleksi dari lapangan dilakukan di laboratorium Taksonomi Tumbuhan, dan analisis molekuler di Laboratorium Genetika dan Molekuler, Jurusan Biologi Universitas Andalas. Analisis profil metabolomik dilakukan di Laboratorium Kesehatan Daerah (LABKESDA) DKI Jakarta. Keanekaragaman tumbuhan paku di Pulau Siberut (Kepulauan Mentawai) diungkapkan berdasarkan pemeriksaan terhadap 96 spesimen yang terdiri atas 18 nomor spesimen koleksi langsung dari Pulau Siberut, 3 diantaranya merupakan informasi dari situs The Global Biodiersity Information Facility (GBIF), dan 75 nomor koleksi BO. Sebanyak 69 spesies tumbuhan paku yang termasuk kedalam 36 genera dan 20 famili ditemukan di lokasi ini. Empat belas spesies diantaranya yang termasuk ke dalam 12 genera dan 10 famili merupakan rekaman baru (new record) untuk Pulau Siberut. Tumbuhan paku di lokasi ini pada umumnya memiliki 3 macam habitat yaitu terestrial, epifit dan akuatik. Sebanyak 13 spesies Davallia ditemukan di P. Sumatera dan Pulau-Pulau kecil di sekitarnya berdasarkan spesimen BO yaitu meliputi: D. angustata Wall., D. corniculata T. Moore, D. denticulata (Burm. f.) Kuhn var. denticulata, D. divaricata Blume, D. heterophylla Sm., D. hymenophylloides (Bl.) Kuhn, D. parvula Wall., D. pectinata Sm., D. pentaphylla Blume, D. repens Kuhn, D. solida (G.Forst.) Sw. var. solida, D. trichomanoides Blume var. lorranii (Hance) Holttum, D. trichomanoides Blume var. trichomanoides, dan D. triphylla Hook. Namun, tiga spesies tidak ditemukan di lapangan yaitu D. angustata Wall., D. parvula Wall. dan D. triphylla. Sepuluh spesies Davallia yang masih ditemukan di lapangan merupakan rekaman baru untuk Pulau Sumatera dan Kepulauan Mentawai. Spesies Davallia di lokasi ini bervariasi pada ciri bentuk ujung dan pangkal daun, bentuk pertulangan daun, dan posisi sorus. Spesies Davallia di Pulau Sumatera dan pulau-pulau kecil di sekitarnya terdistribusi pada berbagai ketinggian mulai dari dataran rendah 0 mdpl sampai pegunungan dengan ketinggian 1500 mdpl dengan temperatur rata-rata berkisar antara 24.6-29.4oC dan kelembaban rata-rata antara 68-96 %. Davallia pada umumnya ditemukan pada hutan sekunder yang memiliki bukaan kanopi tetapi ada beberapa spesies yang terdistribusi pada habitat kawasan hutan primer seperti D. corniculata, D. divaricata, D. pentaphylla, D. hymenophylloides, D. pectinata dan D. trichomanoides var trichomanoides. Analisis filogenetik terhadap 10 spesies Davallia yang ditemukan langsung di Pulau Sumatera dan Kep. Mentawai menggunakan sekuen trnL-F IGS dengan metode maksimum parsimoni berhasil menunjukkan bahwa topologi pohon filogenetik bersifat monofiletik. Pohon ini membagi 10 spesies ke dalam tujuh klada dimana klada ketujuh terdiri atas dua subklada dengan menggunakan 360 ciri. Berdasarkan analisis filogenetik D. denticulata (Burm. f.) Kuhn var. denticulata yang dikoleksi dari TN. Bukit Barisan Selatan dengan spesies yang dikoleksi dari Pulau Pagai Utara (PPU) yang berasal dari Sumatera dan Kepulauan Mentawai memiliki leluhur yang sama demikian juga dengan jenis lainnya. Hasil analisis GC-MS pada 38 aksesi yang terdiri atas delapan spesies Davallia yang dikoleksi langsung dari 9 lokasi yang berbeda di Sumatera dan Kep. Mentawai mengandung 108 jenis senyawa metabolit. Kelas senyawa metabolit Davallia terdiri atas terpenoid 25.93 %, asam lemak 21.30 %, hidrokarbon 18.52 %, alkohol 9.26 %, alkaloid 1.9 %, Asam karboksilat 1.9 % dan lainnya 18.52 %. Kelompok senyawa lainnya ini terdiri atas kelas senyawa tetrazol, asam phthalic, asam sinamat, asam amino, dan eter. Spesies Davallia di Sumatera lebih beragam dibandingkan Kep. Mentawai. Berdasarkan hasil eksplorasi ditemukan 9 spesies di Sumatera dan hanya 1 spesies di Kep. Mentawai yang berbeda dengan di Sumatera. Spesies yang dominan ditemukan pada hampir semua lokasi adalah D. denticulata (Burm. f.) Kuhn var. denticulata dan D. solida (G.Forst.) Sw. var. solida. Kedua spesies tersebut mampu dengan mudah beradaptasi dan memiliki distribusi secara luas di Sumatera dan Kep. Mentawai pada berbagai ketinggian dan habitat. Kedua spesies memiliki morfologi ental yang mirip dan kandungan senyawa metabolit yang hampir mirip satu sama lain, akan tetapi analisis filogeni berdasarkan trnL-F IGS jelas memisahkan kedua spesies dalam klada berbeda sehingga kedua spesies dikonfirmasi statusnya sebagai dua jenis berbeda.