KEHIDUPAN SERANGGA SOSIAL : RAYAP

Rayap adalah serangga sosial yang hidup dalam suatu komunitas yang disebut koloni. Mereka tidak memiliki kemampuan untuk hidup lebih lama bila tidak berada dalam koloninya. Komunitas tersebut bertumbuh efisien dengan adanya spesialisasi (kasta) dimana masing-masing kasta mempunyai bentuk dan peran yang berbeda sesuai dengan fungsinya masing-masing yaitu kasta prajurit,kasta pekerja dan kasta reproduktif (Nandika et al 2003).

Rayap adalah serangga-serangga sosial pemakan selulosa yang termasuk ke dalam ordo Isoptera, secara relatif kelompok kecil dari serangga yang terdiri kira-kira 1900 jenis di dunia. Mereka hidup dalam masyarakat-masyarakat dengan organisasi yang tinggi dan terpadu, atau koloni-koloni, dengan individu-individu yang secara morfologis dibedakan menjadi bentuk-bentuk berlainan atau kasta-kasta yaitu reproduksi, pekerja, dan serdadu (prajurit) yang melakukan fungsi biologis yang berbeda. Sayap-sayap (hanya pada kasta reproduktif) berjumlah empat dan berselaput tipis.

Sayap-sayap depan dan belakang hampir sama ukurannya, sungut-sungutnya berbentuk untaian seperti merjan atau berbentuk serabut. Bagian-bagian mulut rayap pekerja dan reproduktif adalah tipe pengunyah. Metamorfosis rayap cukup sederhana. Nimfa-nimfa mempunyai kemampuan untuk berkembang menjadi salah satu dari kasta-kasta tersebut. Percobaan-percobaan telah menunjukkan bahwa hormon-hormon dan feromon-feromon penghambat yang disekresikanoleh rayap reproduktif dan serdadu (prajurit) mengatur perbedaan kasta (Borror et al 1992).

Fungsi reproduktif dalam masyarakat rayap dilakukan oleh rayap reproduktif primer yaitu raja dan ratu, umumnya sepasang untuk satu koloni yang terbentuk dari dewasa yang bersayap sepenuhnya (macropteous). Mereka bersklerotisasi keras dan memiliki mata-mata majemuk. Raja biasanya kecil, berukuran 1-2 cm,  tetapi dalam banyak jenis ratu mengembangkan abdomennya yang membesar sebagai akibat kapasitas bertelur yang meningkat, dan pada beberapa jenis tropika dapat mencapai satu ukuran sebesar 11 cm (Borror et al 1992).

Rayap dikelompokkan dalam tujuh famili yaitu Mastotermitidae, Kalotermitidae, Termopsidae, Hodotermitidae, Rhinotermitidae, Serritermitidae dan Termitidae. Enam keluarga pertama sebagai rayap tingkat rendah dan keluarga Termitidae sebagai rayap tingkat tinggi. Di dalam usus belakang rayap tingkat rendah terdapat protozoa yang berperan sebagai symbiont dalam proses penghancuran selulosa. Di dalam kelompok rayap tingkat tinggi, peranan protozoa digantikan oleh bakteri (Supriana 1984).

Menurut Tambunan dan Nandika (1982), dalam hidupnya rayap mempunyai empat sifat yang khas, yaitu trofalaksis; sifat rayap untuk berkumpul saling menjilati serat dan mengadakan pertukaran bahan makanan, kriptobiotik; sifat rayap yang selalu menjauhi cahaya. Sifat ini tidak berlaku pada rayap bersayap (calon kasta reproduktif) dimana mereka selama periode pendek di dalam hidunya memerlukan cahaya, kanibalistik; sifat rayap untuk memakan individu sejenis yang lemah atau sakit. Sifat ini lebih menonjol bila rayap berada dalam keadaan kekurangan makanan, dan necrophagistik; sifat rayap untuk memakan bangkai sesamanya.

Rayap tanah Coptotermes curvignathus Holmgren merupakan spesies yang paling penting sebagai hama bangunan. Serangannya pada bangunan terjadi hampir di seluruh kota besar di Indonesia, dengan nilai kerugian ekonomis yang sangat besar. Prajurit rayap ini memiliki pertahanan diri yang khas, yaitu mengeluarkan sekresi kimia yang mengandung racun dalam mengusir atau membunuh musuh.

Koloni rayap di alam terdiri dari tiga kasta yang memiliki fungsi yang berbeda. Kasta pekerja, umumnya berjumlah paling banyak dalam koloni berperan sebagai pencari dan pemberi makan bagi seluruh anggota koloni. Kasta reproduktif (ratu) berperan dalam perkembangbiakan. Makanan dari kasta pekerja disampaikan kepada kasta serdadu (prajurit) dan kasta reproduktif melalui anus atau melalui mulut (Supriana 1984).

Kasta-kasta pekerja dan prajurit, terdiri dari kedua jenis kelamin, mandul, tidak bersayap, pada kebanyakan jenis buta, dan pada beberapa jenis polimorfik, yaitu memiliki ukuran yang berbeda. Kasta pekerja yang merupakan jumlah terbanyak dalam sebuah koloni memiliki tubuh yang pucat, lunak, dengan bagian-bagian mulut yang diperuntukkan untuk mengunyah. Mereka melakukan kebanyakan tugas dari koloni diantaranya pembuatan dan perbaikan sarang, mencari makan, memberikan makan dan merawat anggota-anggota lain dari koloni tersebut. Pada famili-famili yang primitif kasta pekerja yang sebenarnya tidak ada, dan fungsinya dilakukan oleh nimfa-nimfa yang tidak bersayap yang disebut pseudergata, yang dapat berganti kulit dari waktu ke waktu tanpa perubahan dalam ukuran (Borror et al 1992).

Rayap prajurit mempunyai kepala sangat bersklerotisasi, memanjang, hitam dan besar, yang diperuntukan dalam berbagai bentuk pertahanan. Pada prajurit dari kebanyakan jenis, mempunyai mandibel-mandibel yang panjang, sangat kuat, memiliki kait, dan dimodifikasi untuk memotong dengan cara seperti gunting untuk memotong kepala, memotong anggota tubuh, atau merobek musuh-musuh maupun para pemangsa (Afifuddin 2000).

Pada pengamatan perilaku agonistik, dua individu rayap yang di ambil dari dua koloni yang berbeda ditempatkan dalam satu tempat. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan perilaku agonistik rayap terdiri dari tiga tahap, yaitu saling berhadapan, membuka mandibula, dan saling menyerang. Mula-mula kedua rayap tidak saling menyerang karena jarak masih jauh dan tidak saling mengenal. Setelah saling berdekatan, kedua rayap mulai mengenali rayap yang berasal dari koloni yang berbeda. Kemudian kedua rayap mulai saling berhadapan dan membuka mandibulanya yang panjang dan sangat kuat sebagai perilaku pertahanan. Selanjutnya kedua rayap saling menyerang sampai salah satu dari individu rayap kalah (mati) atau melarikan diri. Hal tersebut sesuai dengan literatur.

Pembuatan lorong kembara yang diamati berlangsung selama 6 menit 9 detik. Rayap yang melakukan perbaikan pada lorongnya adalah rayap dengan kasta pekerja. Mula-mula sarang rayap dirusak sepanjang 1 cm, kemudian diamati proses pembangunan kembali lorong kembara dengan menggunakan handycam sampai lorong kembara kembali utuh.

Afifuddin Y. 2000. Keawetan Kayu Plastik Polivinil Stirena terhadap Serangan Rayap Kayu Kering (Cryptotermes cynocephalus Light) dan Rayap Tanah (Coptotermes curvignathus Holrngren). Fakultas Kehutanan. Bogor: IPB-Press.

Borror Dj, Triphelorn, Johnson NF. 1992. Pengenalan Serangga Edisi 6 (terjemahan). Yogyakarta: UGM-Press.

Supriana N. 1984. Perilaku Rayap. Badan Pengembangan dan Penelitian Departemen Kehutanan. Bogor: IPB-Press.

Tambunan B, Nandika D. 1989. Deteriorasi Kayu oleh Faktor Biologis. Bogor: IPB-Press.

ISOLASI DNA EUKARIOT

Keanekaragaman genetik pada makhluk hidup sudah tidak bisa dipungkiri lagi. Begitu pula pada eukariot. Hal tersebut disebabkan karena adanya sistem reproduksi seksual yang memungkinkan gen-gen tetua diwariskan kepada keturunannya dengan mengalami pindah silang (rekombinasi). Selain itu, faktor mutasi juga sangat berperan dalam menciptakan keragaman. Variasi genetik yang terjadi pada suatu komunitas bersumber dari proses mutasi. Kemampuan mutasi yang cepat antara 0-8 x 10-3 (Weber & Wong 1993) atau 0.21% tiap gamet tiap generasi pada DYS19 (Holtkemper  et al. 2001).

Meskipun demikian, masih ada cara yang dapat digunakan untuk membedakan individu yang satu dengan yang lainnya yaitu DNA fingerprint. DNA fingerprint dapat diperoleh dari beberapa bagian tubuh manusia, salah satunya adalah sel-sel mukosa yang ada di permukaan mulut bagian dalam. Penelitian menggunakan DNA untuk mengetahui keragaman genetik pada masyarakat Bali dilakukan Junitha dan Sudirga (2006) yang menggunakan sel-sel mukosa mulut sebagai sumber DNA yang akan dianalisis.

Pada isolasi DNA sel-sel mukosa yang disolasi dari mulut probandus, pengambilan DNA dilakukan dengan kumur-kumur dan selanjutnya dilakukan proses ekstraksi DNA dari dalam sel. Setelah terbentuk pelet DNA, dilakukan amplifikasi melalui teknik PCR dan dilakukan pengujian melalui teknik elektroforesis. Setelah tahap ini, terlihat bahwa DNA yang diisolasi mengalami kegagalan saat dimigrasi. Jika dilihat dari hasil elektroforesis, ada bagian jalur migrasi yang tidak terlihat DNA –nya sama sekali. Ada juga beberapa sumur yang kosong. Hal tersebut dapat disebabkan karena pada saat isolasi terjadi kesalahan yaitu pada saat pengambilan supernatan atau pelet sehingga DNA yang terambil terlalu sedikit atau terlalu banyak sehingga ketika dimigrasikan ada yang hilang atau bertumpuk.

Jika isolasi berhasil, identifikasi seseorang dapat dilakukan dari DNA mukosanya. Hal tersebut disebabkan karena adanya penanda yang khusus pada DNA mukosa sehingga disebut juga DNA fingerprint. Pada DNA mukosa, meskipun kondisi DNA bagian tubuh pada setiap orang hampir sama, tetapi pada DNA mukosa tidak demikian. DNA mukosa dapat dijadikan alat untuk mendeteksi silsilah keturunan meskipun pada generasi yang jauh dari parentalnya. Pendeteksian lebih jauh dilakukan dengan menggunakan primer D1S80. Karena sifat polimorfik lokus genetik seperti D1S80 VNTR, secara teoretis sangat tidak mungkin untuk lebih dari beberapa orang di dunia memiliki alel yang sama beberapa lokus polimorfik. Dengan demikian, beberapa lokus ini dapat digunakan sebagai sidik jari DNA (DNA fingerprint) dari individu. Sidik jari DNA digunakan untuk mengidentifikasi individu atau untuk membuktikan hubungan antara individu-individu.

Holtkemper U, Rolf B, Hohoff C, Foster P, Brinkmann B. 2001. Mutation rate at two human Y-chromosomal microsatellite loci using small pool PCR techniques. Hum Mol Genet 10:629-633.

Junitha IK, Sudirga SK. 2006. Variasi DNA mikrosatelit kromosom Y pada masyarakat Bali Mula Trunyan. Hayati 2: 59-64. Universitas Udayana.

Weber J, Wong C. 1993. Mutation of human short tandem repeats. Hum Mol Genet 2:1123-1128.

ISOLASI DNA PROKARIOT

Berbeda dengan  hewan  atau tumbuhan, penentuan definisi spesies pada prokaryota tidak mudah. Parameter yang dengan mudah digunakan untuk kelompok organism lain sulit untuk diterapkan pada prokaryota. Prokaryota memiliki karakter khusus, berukuran mikroskopis dan memiliki struktur yang relatif sederhana. Beberapa definisi spesies untuk prokaryota dibuat berdasarkan parameter fenotipe dan genotipe untuk menggambarkan kekerabatan secara filogeni. Konsep spesies filogenetik lebih sesuai untuk diterapkan pada prokaryota dibandingkan dengan konsep spesies biologi karena kelompok ini bereproduksi secara aseksual. Definisi spesies untuk prokaryota yang diterima secara luas sampai saat ini adalah suatu kategori yang membatasi suatu kelompok dari isolat atau galur individual yang memiliki derajat kesamaan tinggi pada banyak ciri independen, terutama jika koheren secara genomik (Rosello-Mora dan Amann 2001). Perbandingan harus dilakukan dalam suatu uji yang terstandardisasi dengan baik.

Pendekatan genomik lebih sering digunakan untuk penentuan  spesies pada prokaryota. Pendekatan ini memungkinkan juga untuk menganalisis spesies-spesies yang tidak dapat dikulturkan di laboratorium. Kemajuan teknologi telah memungkinkan untuk melakukan isolasi DNA atau RNA langsung dari sampel yang diperoleh langsung dari lingkungan, sehingga dapat diperoleh gambaran yang menyeluruh untuk suatu  komunitas. Selain itu juga dimungkinkan untuk melakukan hibridisasi DNADNA secara in situ (Pangastuti 2006).

Di antara berbagai teknik yang digunakan, RNA ribosomal paling banyak digunakan sebagai penanda molekuler. Pada prokaryota terdapat tiga jenis RNA

ribosomal, yaitu 5S, 16S, dan 23S rRNA. Di antara ketiganya, 16S rRNA yang paling sering digunakan. Molekul 5S rRNA memiliki urutan basa terlalu pendek, sehingga tidak ideal dari segi analisis statistika, sementara molekul 23S rRNA memiliki struktur sekunder dan tersier yang cukup panjang sehingga menyulitkan analisis. Analisis gen penyandi 16S rRNA telah menjadi prosedur baku untuk menentukan hubungan filogenetik dan menganalisis suatu ekosistem. Molekul 16S rRNA dapat digunakan sebagai penanda molekuler karena molekul ini bersifat ubikuitus dengan fungsi yang identik pada seluruh organisme.

Molekul ini juga dapat berubah sesuai jarak evolusinya, sehingga dapat digunakan sebagai kronometer evolusi yang baik. Molekul 16S rRNA memiliki beberapa daerah yang memiliki urutan basa yang relatif konservatif dan beberapa daerah urutan basanya variatif. Perbandingan urutan basa yang konservatif berguna untuk mengkonstruksi pohon filogenetik universal karena mengalami perubahan relatif lambat dan mencerminkan kronologi evolusi bumi. Sebaliknya, urutan basa yang bersifat variatif dapat digunakan untuk melacak keragaman dan menempatkan galur-galur dalam satu spesies. Jika urutan basa 16S rRNA menunjukkan derajat kesamaan yang rendah antara dua taksa, deskripsi suatu takson baru dapat dilakukan tanpa hibridisasi DNA-DNA (Stackebrandt dan Goebel, 1995). Biasanya jika derajat kesamaan urutan basa gen penyandi 16S rRNA kurang dari 97% dapat dianggap sebagai spesies baru.

Buana RFN. 2009. Daya antibakteri ekstrak bawang putih (Allium sativum) dalam menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus dan Escherichia coli pada daging sapi

Pangastuti A. 2006. Definisi spesies prokaryota berdasarkan urutan basa gen penyandi 16s rRNA dan gen penyandi protein. Biodiversitas 7: 292-296.

Rosello-Mora, R. and R. Amann. 2001. The species concepts for procaryotes. FEMS Microbiology Review 25: 39-67.

Stackebrandt, E. and B.M.Goebel. 1995. A place for DNA-DNA reassociation and 16S rRNA sequence analysis in the present species definition in

bacteriology. International Jurnal of Systematic Bacteriology 44: 846-849.