STUDI HUBUNGAN FILOGENI KESEBELAS CRANIUM YANG ADA DALAM KOLEKSI DEPARTEMEN BIOLOGIDeszantara Z. Waly, Thasya Rasyidah, Yuli Winarsih, Khusnita Giartidesziky@gmail.com, thasya.rasyidah@yahoo.com yuliwinarsih586yu@gmail.com, khusnitagiarti13@gmail.com,

AbstractAirlangga Universitys Biology Department has many skulls (cranium) collection from many different species from various ages.Therefore, we used to analyze those twelve craniums and compare each other of them. This way is used to make the cladogram based on the cranium structures and arranging the skulls filogeny based on the cladogram. Cranium that used on this research are from many different species such as, Neanderthal, Gorrila, Orangutan, Deer, Ox, Crocodile, Comodo, Tuatara, Bird, Amphibia, and Fish. We begin our analysis with measuring its size (vertical and horizontal side), analyzing their characteristic including teeth, type of the teeth, Caninus, forehead, Proganasia, eyes location, cheekbone, nasalbone, Os-supraocular, Condylus Occipitalis, and Foramen Occipital Magnum direction. After we analyze all characteristic that we need, we can arrange the Apomorphy-Plesiomorphy table based on the characteristic, and after the polarization we can detect which character is primitive and derivates.Plesiomorphy is the primitive characters, and Apomorphy is the derivate characters. From the observation that we did, known that the most plesiomorphy is Fish, and the most apomorphy is Neanderthal. From the observation and calculation, we gots 0,625 for CI and 0,42 for RI.Key Word: Cranium, Filogeny, Cladogram, Apomorphy, Plesiomorphy.

PENGANTAR Laboratorium Biosistematika memiliki koleksi-koleksi fosil dari kepala atau yang disebut juga tengkorak (Cranium) dari berbagai spesies baik yang masih hidup dan sudah punah yang jarang di teliti, oleh karena itu dilakukan penelitian yang berupa Analisis Hubungan Filogeni dari cranium tersebut. Hal ini bermaksud agar koleksi-koleksi tersebut tidak hanya dikoleksi tetapi juga dibuat bahan pembelajaran untuk mahasiswa, selain untuk memahamkan mahasiswa tentang hubungan filogeni antar Cranium di Lab Biosistematika, tetapi agar Cranium tersebut juga mendapat perhatian baik dari praktikan maupun juga asisten praktikan beserta dosen.Cranium atau tengkorak adalah suatu struktur kerangka yang melindungi otak pada kelompok hewan yang memiliki tulang belakang atau columna vertebralis. Kelompok ini dinamakan Vertebrata, kedudukannya dalam sistem klasifikasi adalah subfilum. Tengkorak tersusun dari banyak kepingan tulang. Tengkorak juga menjadi tempat dan pelindung organ lain seperti organon olfactorius (indra penciuman), organona optici (indra penglihatan), dan lain-lainnya. Di tengkorak juga terdapat gigi.Cranium atau tengkorak adalah suatu pelindung yang tersusun atas jaringan keras, dapat berupa tulang sejati (osteum) atau tulang rawan (chondrin). Secara umum, tengkorak dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian yang melindungi otak (braincase), dan bagian rostrum atau moncong. Kedua bagian ini tersusun dari kepingan-kepingan tulang yang berlekatan dengan sangat erat melalui persendian yang disebut sutura. Pada tetrapoda terdapat banyak struktur tengkorak yang dapat diidentifikasi sebagai plesiomorfi ataupun apomorfi. Bentuk tengkorak tetrapoda serta bagian-bagiannya sangat bervariasi, termasuk giginya. Banyaknya kepingan dan terdapatnya gigi sebagai alat makan memungkinkan banyaknya perbedaan antar kelompok-kelompok dalam Subfilum Vertebrata baik dalam bentuk dan struktur tengkorak maupun komponen penyusun lain yang melekat padanya. Sebagai contoh, pada tengkorak terdapat kepingan yang disebut basioccipital, pada kepingan ini terdapat tonjolan yang berfungsi sebagai persendian antara tengkorak dan ruas tulang vertebra yang pertama. Tonjolan ini disebut condylus occipitalis. Pada kelas Amphibia dan Mammalia terdapat dua condylus occipitalis yang letaknya terpisah, sedangkan pada Reptilia dan Aves terdapat satu condylus occipitalis. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hubungan filogeni sebelas cranium yang ada dalam departemen biologi.

BAHAN DAN ALATBahanCranium yang di koleksi di Lab Biosistematika meliputi;1. Cranium Neanderthal 2. Cranium Gorilla 3. Cranium Orang Utan4. Cranium Rusa5. Cranium Lembu6. Cranium Buaya7. Cranium Komodo8. Cranium Tuatara9. Cranium Burung10. Cranium Amphibia11. Cranium Ikan Alat1. Penggaris2. Buku Petunjuk Praktikum Biosistematika3. Nampan

METODE1. Menentukan dan membuat tabel karakter yang diamati.2. Mengobservasi morfologi kesebelas cranium.3. Menyusun deskripsi masing-masing cranium.4. Menentukan dan membuat tabel transformasi atau tabulasi angka dari kesebelas cranium. 5. Menyusun kladogram berdasarkan metode Wagner.6. Mengevaluasi kladogram menggunakan Consistency Index (CI) dan Retention Index (RI).Consistency Index digunakan untuk menentukan banyaknya peristiwa homoplasi secara relatif dalam sebuah kladogram dengan rumus: (rumus 1)Keterangan :CI: Consistency Indeksm: Jumlah total minimum banyaknya perubahan yang diharapkan dari datas: Banyaknya perubahan yang ada di struktur kladogramNilai CI berkisar antara 0 sampai 1. Bila CI mendekati 1 berarti dalam kladogram tersebut homoplasinya sangat rendah atau tidak ada sama sekali, dan bila mendekati atau sama dengan 0 berarti homoplasinya sangat banyak.Retention Index merupakan cara lain untuk mengukur jumlah relatif homopasi menggunakan jumlah sinapomorfi dengan rumus: (rumus 2)Keterangan:RI: Retention Indeksn: Jumlah maksimum perubahan pada kladogram

HASIL PENGAMATANA. DeskripsiTengkorak atau cranium adalah suatu pelindung yang tersusun atas jaringan keras, dapat berupa tulang sejati maupun tulang rawan. Didalam tengkorak terdapat organ organ yang dilindungi, seperti otak, mata, organ atau indra penciuman, dan organ telinga dalam. Tidak semua hewan memiliki tengkorak, hewan hewan yang memiliki tengkorak dikelompokkan dalam suatu kelompok yang disebut Craniata.

1 Tengkorak Fosil Neanderthal (MPF001) Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanFosil Neanderthal memiliki karakteristik sebagai berikut, memiliki gigi (1); tipe giginya heterodont (1) ; memiliki canninus (1) ; dahinya vertikal (2) ; tidak memiliki prognasia (2) ; dagunya berkembang (1) ; lokasi matanya didepan (1) ; memiliki tulang pipi menonjol (1) ; tulang nasal mereduksi (2) ; supraokularnya besar (0) ; condylus occipitalisnya dua terpisah (1) ; arah foramen magnumnya ventral (1). Fosil Neanderthal merupakan anggota dari genus homo yang berjalan dengan kedua kakinya.

2 Tengkorak Gorilla (MPR 011)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanTengkorak Gorilla memiliki karakteristik sebagi berikut, memiliki gigi (1) ; tipe giginya heterodont (1) ; canninusnya besar (2) ; dahinya vertikal (2) ; memiliki prognasia (1) ; dagunya berkembang (1) ; lokasi matanya dimuka (1) ; tulang pipinya menonjol (1) ; tulang nasalnya mereduksi (2) ; supraokularnya besar (0) ; condylus occipitalisnya dua terpisah (1) ; arah foramen magnumnya ventral (1). Gorilla termasuk dalam kalas Mammalia dan berjalan dengan kaki dan tangannya.

3 Tengkorak Orang Utan (MPR061)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanTengkorak Orang Utan memiliki karakteristik sebagai berikut, memiliki gigi (1) ; tipe giginya heterodont (1) ; canninusnya besar (2) ; dahinya vertikal (2) ; memiliki prognasia (1) ; dagunya berkembang (1) ; lokasi matanya dimuka (1) ; tulang pipinya menonjol (1) ; tulang nasalnya mereduksi (2) ; supraokularnya besar (0) ; candylus occipitalisnya dua terpisah (1) ; arah foramen magnumnya ventral (1). Orang utan termasuk dalam kelas Mammalia dan berjalan dengan kaki dan kedua tangannya.

4 Tengkorak Rusa (MAR 110)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanTengkorak Rusa memiliki karakteristik sebagi berikut, memiliki gigi (1) ; tipe giginya heterodont (1) ; canninus mereduksi (2) ; dahinya landai (1) ; memiliki prognasia (1) ; dagunya berkembang (1) ; lokasi mata disamping (0) ; tulang pipinya datar atau rata (0) ; tulang nasalnya besar (1) ; supraokularnya kecil (1) ; candylus occipitalis dua terpisah (1) ; arah foramen magnumnya posterior (0). Rusa termasuk dalam kelas Mammalia dan berjalan mnggunakan dua pasang kaki dan tangan.

5 Tengkorak Lembu (MAR 140)

Gambar 1. Tampak atas (maxilla) Gambar 2. Tampak depan (mandibulla)Tengkorak Lembu memiliki gigi (1) ; tipe giginya heterodont (1) ; canninus mereduksi (0) ; dahinya horizontal (0) ; memiliki prognasi (1) ; dagunya tidak berkembang (0) ; lokasi mata disamping (0) ; tulang pipi datar atau rata (0) ; tulang nasalnya besar (1) ; supraokularnya kecil (1) ; condylus occipitalis dua terpisah (1) ; arah foramen magnumnya posterior (0). Lembu termasuk dalam kelas Mammilia dan berjalan menggunakan dua pasang kaki dan tangan.

6 Tengkorak Buaya (RCR 020)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak sampingTengkorak buaya memiliki karakteristik sebagai berikut, memiliki gigi (1) ; tipe giginya homodont (0) ; tidak memiliki canninus (0) ; dahinya horisontal (0) ; prognasianya sangat panjang (0) ; dagunya tidak berkembang (0) ; lokasi matanya disamping (0) ; tulang pipinya datar atau rata (0) ; tulang nasalnya besar (1) ; supraokularnya kecil (1) ; condylus occipitalisnya dua menyatu (2) ; arah foramen magnumnya posterior (0). Buaya termasuk dalam kelas reptil dan berjalan menggunakan dua pasang kaki dan tangan.

7 Tengkorak Komodo (RSR010)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanTengkorak Komodo memiliki karakteristik sebagai berikut, memiliki gigi (1) ; tipe giginya homodont (0) ; tidak memiliki canninus (0) ; dahinya horizontal (0) ; prognasia sangat panjang (0) ; dagunya tidak berkembang (0) ; lokasi matanya disamping (0) ; tulang pipinya datar atau rata (0) ; tulang nasalnya besar (1) ; supraokularnya kecil (1) ; condylus occipitalisnya dua menyatu (2) ; arah foramennya ke posterior (0). Komodo termasuk dalam kelas Reptilia dan berjalan menggunakan sepasang tangan dan kaki.

8 Tengkorak Tuatara (RHR 020)

Gambar 1.Tampak atasTengkorak Tuatara memiliki karakteristik sebagai berikiut, tidak memiliki gigi (0) ; tipe giginya homodont (0) ; tidak memiliki canninus (0) ; dahinya horizontal (0) ; tidak memiliki prognasia (2) ; dagunya tidak berkembang (0) ; lokasi matanya disamping (0) ; tulang pipinya datar atau rata (0) ; memiliki tulang nasal yang besar (1) ; supraokularnya kecil (1) ; condylus occipitalisnya dua menyatu (1) ; memiliki arah foramen magnum posterior (0). Tuatara termasuk dalam kelas reptil dan berjalan dengan kaki

9 Tengkorak Burung (BGR 010)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanTengkorak burung memiliki karakteristik sebagai berikut, tidak memiliki gigi (0) ; giginya bertipe homodont (0) ; tidak memiliki canninus (0) ; dahinya landai (1) ; tidak memiliki prognasia (2) ; memiliki dagu yang tidak berkembang (0) ; lokasi matanya disamping (0) ; memiliki tulang pipi yang datar atau rata (0) ; tulang nasalnya mereduksi (2) ; memiliki supraokular yang kecil (1) ; memiliki condylus occipitalis dua menyatu (2) ; dan arah foramen magnumnya posterior (0). Burung termasuk dalam kelas Aves dan berjalan menggunakan kakinya ketika mendarat, dan menggunakan sayapnya ketika terbang.

10 Tengkorak Amphibia (AAR 010)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanTengkorak Amphibia memiliki karakteristik sebagai berikut, tidak memiliki gigi (0) ; tipe giginya homodont (0) ; tidak memiliki canninus (0) ; dahinya horisontal (0) ; tidak memiliki prognasi (2) ; memiliki dagu yang tidakk berkembang (0) ; lokasi matanya dimuka (1) ; memiliki tulang pipi datar atau rata (0) ; memiliki tulang nasal yang mereduksi (2) ; supraokularnya kecil (1) ; memiliki condylus occipitalis dua terpisah (1) ; dan arah foramen magnumnya posterior (0). Amphibia termasuk dalam kelas amphibian dan berjalan dengan sepasang kaki dan dua tangannya.

11 Tengkorak Ikan 1 (ISR030)

Gambar 1. Tampak atas

Gambar 2. Tampak depanTengkorak Ikan 1 memiliki karakteristik sebagai berikut, memiliki gigi (1) ; tipe giginya homodont (0) ; tidak memiliki canninus (0) ; dahinya horizontal (0) ; memiliki prognasia (1) ; dagunya tidak berkembang (0) ; lokasi matanya disamping (0) ; memiliki tulang pipi yang datar atau rata (0) ; tidak memiliki tulang nasal (0) ; memiliki supraokular yang kecil (1) ; tidak memiliki condylus occipitalis (0) ; dan arah foramen magnumnya posterior (0). Ikan 1 termasuk dalam kelas Pisces dan berenang didalam air.

B. Analisis Hubungan KekerabatanSetelah membuat tabel karakter dan menentukan persamaan karakteristik tiap tipe Cranium, selanjutnya adalah menyusun tabel transformasi atau tabulasi angka. Di bawah ini adalah tabel transformasi/tabulasi angka tiap Cranium hewan vertebrata:

Tabel 1. Tabel apomorfi

Gambar 1. KladogramKeterangan :A. NeandhertalB. GorillaC. Orang utanD. RusaE. LembuF. BuayaG. KomodoH. TuataraI. BurungJ. AmphibiaK. Ikan

PEMBAHASAN

Berdasarkan hasil pengamatan, Neanderthal dengan kode MPF001, Gorilla dengan kode MPR011, Orang utan dengan kode MPR061, Rusa dengan kode MAR110, dan lembu dengan kode MAR140 termasuk dalam kelas mamalia karena memiliki ciri yang sama, yaitu condylus occipitalisnya berjumlah 2 terpisah dan dagu yang berkembang.Spesies Buaya dengan kode RCR020, Komodo dengan kode RSR010, dan Tuatara dengan kode RHR020 termasuk ke dalam kelas reptil karena memiliki kesamaan pada ciri tipe gigi homodon, dahi horizontal, lokasi mata disamping, tulang pipi datar, dan arah foramen occipital magnumnya posterior.Spesies Burung dengan kode BGR010 termasuk kedalam kelas aves karena memiliki ciri tidak mempunyai gigi dan dahi landai.Spesies Amphibia dengan kode AAR010 termasuk kedalam kelas amphibia karena memiliki ciri Spesies Ikan Morray dengan kode ISR030 termasuk dalam kelas pisces dan dimasukkan kedalam takson tamu karena memiliki karakter apomorfi yang paling sedikitBila dikaliberasi dengan data geologi yang ditulis berdasarkan perkiraan kapan munculnya organisme tersebut menyatakan bahwa1. Amphibia ditemukan 350 juta tahun yang lalu2. Ikan Morray ditemukan 200 juta tahun yang lalu3. Burung ditemukan 150 juta tahun yang lalu4. Komodo ditemukan 95 juta tahun yang lalu5. Rusa ditemukan 25 juta tahun yang lalu6. Orang utan ditemukan 16-14 juta tahun yang lalu7. Gorilla ditemukan 6-4 juta tahun yang lalu8. Neanderthal ditemukan 600 ribu tahun yang lalu dan punah 28 ribu tahun yang lalu9. Lembu ditemukan 68 juta tahun yang lalu 10. Buaya ditemukan 83,5 juta tahun yang lalu11. Tuatara ditemukan 200juta tahun yang laluIkan Morray dapat dijadikan sebagai takson tamu karena karakter yang dimilikinya paling plesiomorfi dibandingkan takson lainnya. Tuatara lebih apomorfi jika dibandingkan dengan Ikan Morray pada karakter nomor 5 dan 9. Tuatara tidak memiliki prognasia dan tulang nasalnya besar. Sedangkan Ikan Morray memiliki karakteristik yang lebih apomorfi dari tuatara jika dilihat dari karakter nomor 1, yaitu Ikan Morray memiliki gigi. Buaya dan komodo memiliki sifat yang lebih apomorfi daripada tuatara dan Ikan Morray, yaitu memiliki condylus occipitalis berjumlah 2 dan menyatu.Amphibia dan burung memiliki sifat yang lebih apomorfi daripada takson-takson yang telah disebutkan sebelumnya karena tulang nasalnya mereduksi. Lembu dan rusa memiliki karakter tipe gigi heterodont dan canninus yang mereduksi. Orang utan dan gorilla memiliki sifat yang lebih apomorfi dibandingkan semua takson-takson sebelumnya pada karakter dahi yang vertikal. Neanderthal merupakan karakter yang paling apomorfi karena memiliki sifat yang paling apomorfi.Apabila dikalibrasi dengan data geologi, didapatkan hasil sebagai berikut: 1. Amphibia ditemukan 350 juta tahun yang lalu.2. Ikan Morray ditemukan 200 juta tahun yang lalu.3. Burung ditemukan 150 juta tahun yang lalu.s4. Komodo ditemukan 95 juta tahun yang lalu.5. Rusa ditemukan 25 juta tahun yang lalu.6. Orang utan ditemukan 16-14 juta tahun yang lalu.7. Gorilla ditemukan 6-4 juta tahun yang lalu.8. Neanderthal ditemukan 600 ribu tahun yang lalu dan punah 28 ribu tahun yang lalu.9. Lembu ditemukan 68 juta tahun yang lalu.10.Buaya ditemukan 83,5 juta tahun yang lalu.11.Tuatara ditemukan 200juta tahun yang lalu.Dari hasil parsimoni kladogram, didapatkan hasil CI (Consistence Index) sebesar 0.625 dan RI (Retention Index) sebesar 0.42. Hasil CI dan RI yang tidak mendekati 1 disebabkan oleh data karakteristik yang masih belum diketahui kepastian dari kebenarannya dan juga ada fosil yang sudah rapuh dan patah sehingga sulit diidentifikasi yang mengakibatkan kesalahan pada analisis karakteristik fosil.

KESIMPULAN

1. Cranium Neandhertal merupakan cranium yang paling modern karena memiliki sifat apomorfi yang paling banyak. Cranium Neandhertal memiliki hubungan filogeni yang dekat dengan Gorilla dan Orang utan.2. Cranium Ikan Morray merupakan cranium yang paling primitif diantara 10 cranium lainnya karena memiliki sifat paling plesiomorfi.

REFERENCES

Hildebrand, M, and Goslow, G. 2001. Analysis of Vertebrate Structure, 5th ed. New York: John Wiley & Sons, Inc.Mc Farland, Pough, Carde, Heiser, 1985. Vertebrate Life, 2nd Edition. New York: Macmillan Publishing Co.Sukiya. 2005. Biologi Vertebrata. Malang: UM Press Walter and Syales. 1959. Biology of The Vertebrates. Third Edition. New York: The Macmillan Publishing Co