## Tinjauan Filogenetik Kupu-Kupu Ornithoptera spp. Berdasarkan
Sekuen Mitokondria ND5 Gen
Abdu Masud 1* dan Abubakar Abdullah 2
1, 2 Pendidikan Biologi, Universitas Khairun, Ternate *Corresponding authors: e-mail: masudabdu.unk05@gmail.com Manuscript received: 02-08-2017 Revision accepted: 28--09-2017

## Abstrak
Ornithoptera spp  adalah  salah  satu  kupu-kupu  berukuran  besar  (makro  lepidoptera)  yang  memiliki  nilai estetika  yang  tinggi.  Penyebaran  kupu-kupu  ini  ditemukan  di  wilayah  Maluku  dan  Papua.  Salah  satu  aspek konservasi dari eksistensi kupu-kupu ini adalah database keanekaragaman dan kekerabatan. Oleh karena itu, tujuan dari studi kekerabatan Ornitoptera spp adalah untuk mengetahui hubungan kekerabatan Ornitoptera spp berdasarkan  penanda  molekuler  gen    ND5  pada  mitokondria.  Hubungan  kekerabatan  tersebut  dapat  dilihat dari  pohon  filogeni  yang  dikonstruksi  berdasarkan sequence nukleotida  pada    gen  ND5. Sequence  gen  ND5 diperoleh  dari National  Center  for  Biotechnology  Information (NCBI)  dan  alignment sequence untuk  konstruksi pohon  filogenetik  menggunakan  program  Clustal  W  yang  diakses  dari National  Center  for  Biotechnology Information (NCBI) secara online . Pohon filogenetik menunjukkan bahwa Ornithoptera alexandea asal Papua New Guinea merupakan nenek moyang dari Ornithoptera spp. Onithoptera aesachus asal Pulau Obi dan Ornithoptera croesus asal  pulau  Bacan  merupakan  spesies  Ornithoptera  yang  paling  modern  dan  memiliki  tingkat evolusioner termuda berdasarkan pohon filogenetik.
Kata kunci: Ornithoptera spp, filogenetik, ND5 gen.

## Abstract
Ornithoptera spp  is  one  of macrolepidoptera butterflies, its  has hight   aestehical value.     The distribution  of butterflies are  found in Maluku and Papua region. One aspect as conservation of the exixtence  butterflies is the database  diversity  and  genetic  relationship.  The  objectif  of  the  research  is  to  know  genetic  relationship  of Ornithoptera  spp  based  on  moleculer  marker  of  the  ND5  gene  mitokondrial.  The  genetic  relationship  can  be knowed from the phylogenetic tree construction by sequence ND5 gene mitocondial. The Sequence ND5 gene is obstained    from  the National  Center  for  Biotechnology  Information (NCBI)  and  alignment sequence  for  the construction phylogenetic tree using Clustal W program acces from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) online . The phylogenetic tree showed that Ornithoptera alexandea from Papua New Guinea is the ancestor for  Ornithoptera  spp. Onithoptera  aesachus from  Obi  island  dan Ornithoptera  croesus from  Bacan  island  is Ornithoptera’s most modern spesies and has the youngest evolutionary level by phylogenetic tree.
Keywords : Ornithoptera spp, phylogenetic, ND5 genes.
E-ISSN-2580-7129 Print- ISSN-1978-610X

## JURNAL TECHNO (JURNAL ILMU EKSAKTA)
Jurnal homepage : http://ejournal.unkhair.ac.id/index.php/Techno Volume 06 Nomor 02 Oktober 2017

## PENDAHULUAN
Salah  satu  anggota  family  Papilionidae  adalah  kupu  Ornithoptera  spp.  Kupu  ini  merupakan  salah satu jenis makrolepidotera yang memiliki nilai estetika yang tinggi (Mastrigt dan Rosariyanto 2005). Sebaran georafis kupu Ornithoptera spp antara lain di wilayah Maluku, Kepulauan Maluku Utara, papua  Irian  Jaya  dan  Papua  new  Guinea.  Berdasarkan  catatan  Entomologis    salah  satu  lokasi penyeberan  kupu  di    wilayah  Papua  adalah  Manokwari  baik  kawasan  Arfak  dan  kawasan sekitarnya,  termasuk  wilayah  Pantai  Utara  Manokwari  (Hermawanto  dkk,2015).  Lebih  lanjut dijelaskan lokasi penyebaran Ornithoptera di  Maluku Utara adalah pulau Bacan, pulau Obi,  pulau Halmaera dan Morotai ( Wallace, 1865; Mallet, 2004).
Beberapa spesies dari  Ornithoptera spp merupakan kupu endemic dan dalam list status konservasi terancam punah (vulnerable). Jenis kupu-kupu yang endemik di Papua salah  satunya adalah jenis Ornitoptera  rothschildi ,  kupu  endemic  pulau  Bacan  adalah  Ornithoptera  croeseus,  kedua  kupu  ini lebih    dikenal    dengan  jenis  kupu-kupu  sayap  burung.  Kupu-kupu  sayap  burung  ( Ornitoptera priamus )  ini  bisa  hidup  di  daerah  pegunungan  yang  tingginya  mencapai  0-2800  meter  dari permukaan  air  laut.  Di  ketahui  bahwa  Cagar  Alam  Pegunungan  Arfak  merupakan  salah  satu wilayah utama distribusi species ini. Selanjutnya Cagar alam gunung Sibela pulau bacan merupakan wilayah utama distribusi Ornithoptera  croesus.
Kupu-kupu  merupakan  bagian  dari  keanekaragaman  hayati  yang  harus  dijaga  kelestariannya  dari kepunahan  maupun  penurunan  keanekaragaman  jenisnya.Salah  satu  studi  yang  dapat  dilakukan terhadap  kupu  endemic    adalah  dari  bidang  sistematika.  Similaritas  Ornitopthera  sp  dengan  kupu lain dapat diketahui melalui studi taksonomi numerik dengan memanfaatkan data fenetik  sebagai karakter. Sedangkan kekerabatannya dapat diketahui  melalui konstruksi  pohon filogenetik dengan memanfaatkan data molekuler.
Pada saat ini data molekuler organisme dari semua divisi yang berupa sequence DNA dapat diakses dengan  relatif  mudah  dari  bank  data  yang  menyimpannya.  Salah  satu  data  molekuler  yang  dapat digunakan  adalah sequence DNA  untuk  gen  mitokondria  ND5.  Gen  tersebut  dapat  dipergunakan sebagai  penanda  molekuler  dalam  penyusunan  klasifikasi  filogenetik  karena  gen  tersebut  terdapat pada  mitokondria  semua  organisme  termasuk  kupu  Ornithoptera  spp.  Ekspresi  dari  gen  ND5 adalah protein fungsional NADH sub unit 5 yang berfungsi mengkatalisis respirasi sel secara aerob (Tabita et al ., 2008).
Dalam  klasifikasi  filogenetik  ini  data sequence  gen  ND5 pada  mitokondria  kupu  Ornithoptera  spp yang  disimpan  di National  Center  for  Biotechnology  Information (NCBI)  akan  digunakan  untuk mengkonstruksi  pohon  filogenetik  yang  menggambarkan  kekerabatan  evolusioner  kupu Ornithoptera  spp  dari  Maluku  dan  Papua.  Pohon  filogenetik  adalah  ilustrasi  evolusi  yang  terjadi pada sekelompok organisme yang berasal dari nenek moyang yang sama, yang disusun berdasarkan kesamaan dalam beberapa hal, misalnya gen, protein dan organ (Ochieng et al ., 2007).

## METODE
Bahan : sekuens gen ND5  yang diunduh dari bank data internasional National Center for Biotechnology Information (NCBI).
Prosedur :  Klasifikasi  filogenetik  kupu  Ornithoptera  spp ini  dibuat  dengan  memanfaatkan  data sequence DNA yang disimpan di bank data internasional NCBI dan program untuk konstruksi pohon filogenetik  secara online yang  disediakan  oleh National  Center  for  Biotechnology  Information (NCBI).
Identifikasi spesies secara online menggunakan data genbank pada NCBI
(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.ncbi)  dengan  berbagai    nomer  akses  dengan  metode  BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) Selanjutnaya dilakukan alligment dengan menggunakan Clustal W  vers.  1.4  (Thompson et  al., 1994).  Hasil  alignment  digunakan  untuk  mengkonstruksi  pohon filogenetik  yang  visualisasinya    dilakukan  menggunakan  program  MEGA  6    (Tamura  dkk.  2011). Jarak  genetik  dianalisis  menggunakan  metode  Kimura  parameter2  (Kimura,  1980)  dan  pohon filogenetik menggunakan metode Maximum Likelihood berdasarkan model Tamura-Nei (Tamura & Nei 1993).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  karakter  molekular  yang  diunduh  dari  NCBI  adalah sequence gen  ND5  mitokondria  pada  12 spesies kupu Ornithoptera spp dengan berbagai kode akses  seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Acession Number 12 spesies Ornithoptera spp.
Nomor  Kode Accesion Number Nama spesies 1 AB 04055554 G.I 11990922 O. croesus -Pulau Bacan 2 AB 04055551 G.I 11990924 O. aesacus -Pulau Obi 3 AB 084436     G.I 24450001 O. chimaera -IrianJaya 4 AB 084435     G.I 24459999 O. paradisea -Irian Jaya; Arfak 5 AB 084433     G.I 24459930 O. victoriae -Gela Papua New Guinea 6 AB 04055556 G.I 11990926 O. priamus -Timika Irian Jaya 7 AB 04055553 G.I 11990920 O. meridionalis -Timika Irian Jaya 8 AB 084443     G.I 24459915
O. alexandrae -Papua New Guinea
Masud dan Abdullah. Ornithoptera spp, FILOGENETIK, ND5 Gen.
9 AB 04055553 G.I 11990920 O. meridionalis -Irian Jaya 10 AB 084434     G.I 24450097 O. rothschildi -Irian Jaya 11 AB 084433     G.I 24450095 O. goliath -Irian Jaya 12 AB 084432     G.I 24450093 O. tithonus -Irian Jaya 13 LB 242184     GI753050943 P. ulysses morotaicus -Pulau Morotai 14 LB 242183    GI753050942 P. ulysses dohertius -Pulau Obi
Pada  data sequence gen  ND5    yang  tersimpan  di  NCBI  memiliki  panjang  nukleotida  kurang  lebih 900bp.  Jarak  genetik  dianalisis  menggunakan  metode  Kimura  parameter2  (Kimura,  1980)  seperti pada table 2 berikut:
.
Tabel 2. Data Jarak Genetik Ornithoptera spp. Berdasarkan gen ND5 mitokondria dianalisis  dengan metode Kimura 2 parameter .
O. croesus -Pulau Bacan O. aesacus -Pulau Obi
0.037 O. chimaera -IrianJaya 0.062 0.082 O. paradisea -Irian Jaya; Arfak 0.062 0.085 0.065 O. victoriae -Gela Papua New Guinea 0.074 0.074 0.074 0.086 O. priamus -Timika Irian Jaya 0.042 0.010 0.088 0.091 0.080 O.  meridionalis -Timika Irian Jaya 0.056 0.073 0.056 0.042 0.074 0.079 O. alexandrae -Papua New Guinea 0.076 0.074 0.083 0.080 0.105 0.077 0.057 O. meridionalis -Irian Jaya 0.056 0.073 0.056 0.042 0.074 0.079 0.000 0.057 O. rothschildi -Irian Jaya 0.064 0.070 0.051 0.088 0.085 0.065 0.070 0.074 0.070 O. goliath -Irian Jaya 0.034 0.073 0.055 0.067 0.085 0.079 0.050 0.082 0.050 0.072 O. tithonus -Irian Jaya 0.074 0.097 0.085 0.087 0.104 0.098 0.081 0.089 0.081 0.079 0.073 P.  ulysses  morotaicus - Pulau Morotai 0.149 0.168 0.159 0.160 0.182 0.176 0.162 0.150 0.162 0.168 0.147 0.170 P.  ulysses  dohertius - Pulau Obi 0.156 0.169 0.163 0.164 0.179 0.176 0.162 0.151 0.162 0.168 0.155 0.171 0.005
Nilai jarak genetic pada kupu Ornithoptera spp diketahui bahwa Ornithoptera priamus memiliki nilai jarak  genetic  terkecil,  selanjutnya Ornithoptera  .  aesachus Obi  dan Ornithoptera  goliath sedangkan O. thitonius memiliki  nilai  jarak  genetic  terbesar.  Selanjutnya  data  hasil alignment menggunakan program Clustal  W ver  1.43 yang dilakukan pada sequence ND5 Ornithoptera spp dapat digunakan untuk  mengkonstruksi  pohon  filogenetik  yang  menggambarkan    hubungan  evolusioner,  Pohon filogenetik yang dikonstruksi berdasarkan gen mitokondria ND5 Ornithoptera spp seperti  Gambar 1.
O. aesacus -Pulau_Obi
O. priamus - Timika Irian Jaya
O. croesus -Pulau_Bacan
O.goliath -Irian Jaya O.tithonus -Irian Jaya
O. victoriae -Gela Papua New Guinea O. chimaera -Wayland Irian Jaya O. rothschildi -Irian Jaya
O. paradisea - Arfak Irian_Jaya O. meridionalis -Timika Irian_Jaya
O. meridionalis -Irian Jaya
O. alexandrae -Papua New Guinea
P. ulysses morotaicus -Pulau Morotai
P. ulysses dohertius -Pulau Obi

## 0.02
Gambar 1. Pohon Filogenetik Ornithoptera spp. Berdasarkan gen Nd5 Mitokondria
Pada pohon filogenetik  tersebut diketahui bahwa terbentuk  dari 4 klaster utama dengan outgroup Papilio  Ulyses spp.  Pohon  filogenetik  selain  menunjukkan  kekerabatan  antar  spesies  yang diperbandingkan,  juga  menggambarkan  perubahan  yang  terjadi  pada  gen  penanda  untuk  masing- masing spesies. Semakin panjang suatu cabang artinya semakin banyak perubahan yang terjadi pada gen  penanda  selama  proses  evolusi,  akibatnya  spesies  yang  berada  pada  cabang  tersebut  dapat dikatakan lebih maju.
Berdasarkan    hasil  analisis  menggunakan  pohon  filogenetik  di  atas  diketahui  bahwa Ornithoptera alexandrea Papua  New  Guinea  merupakan ancestor dari  Ornitoptera  spp.  Selanjutnya Ornithoptera paradise Papua  dan O.  meridionalis Papua  merupakan    kerabat  dekat  dalam  satu  kluster.    Kupu O. victoria Papua , O chimera Papua dan O. r otschidii Papua merupakan kerabat dekat dalam satu kluster. Untuk O. thitonius , O goliath, O. Croesus, O priamus dan O aesacus merupakan kupu Ornithoptera spp. kluster termuda dan paling modern. Menurut Ochieng et al . (2007) pohon filogenetik tersusun atas
Masud dan Abdullah. Ornithoptera spp, FILOGENETIK, ND5 Gen.
nodus-nodus  dan  percabangan.  Masing-masing  nodus  menggambarkan  proses  spesiasi  selama terjadinya  evolusi.  Nodus-nodus  ujung  mewakili  data  yang  dibandingkan  ( operational  taxonomic units ),  sedangkan  nodus  internal  melambangkan  unit  nenek  moyang  ( hypothetical  taxonomic  unit ).
Panjang  masing-masing  cabang  mewakili  jumlah  perubahan  yang  terjadi  pada  karakter  yang digunakan sebelum terjadinya separasi berikutnya. Oleh karenanya, karakter yang sangat mirip akan berdekatan  di  dalam  percabangan.  Salah  satu  tahap  penting  dalam  mengkonstruksi  pohon filogenetik  adalah alignment ,  yaitu  membandingkan  sisi  yang  homolog-homolog  dan  variable- variabel antar sequence sehingga diperoleh nilai similaritas.
Hasil  analisis  filogenetik  dalam  tulisan  ini  dapat  digunakan  sebagai  informasi  awal  dalam  kajian biosistematika  dan  taksonomi  kupu  kupu  di  Maluku  Utara.  Data  dalam  tulisan  ini  merupakan analisis  awal  dalam  riset  kajian  diversitas  intraspesies  kupu  Ornithoptera  Croesus  endemic  pulau Bacan berdasarkan karakter morfologi dan Molekuler. Selanjutnya hasil hasil penelitian berikutnya merupakan  databse  yang  dapat  digunakan  untuk  menentukan  strategi  konservasi  satwa  endemic khususnya kupu kupu di Maluku Utara.

## KESIMPULAN
Kajian kekerabatan pada kupu Ornithoptera spp menggunakan data molekuler sekuen dari gen ND5 mitokondria pada genbank NCBI diperoleh informasi bahwa terdapat hubungan kekerabatan antara kupu  Ornithoptera  spp  asal  Papua,  dan  Maluku  Utara.  Kupu  Ornithoptera  alexanrea  asal  Papua New  Guinea merupakan nenek moyang dari  kupu Ornithoptera spp. Kupu Ornithoptera aesachus asal Obi dan Ornithoptera Croesus asal Bacan merupakan kelompok kupu Ornithoptera yang paling modern dengan tingkat evolusi termuda berdasarkan analisis pohon filogenetik .

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terimaksih  tak  terhingga  kepada  Dr  Abdul  Hamid  A  Toha,  M.Si  dan  Dr Sundari  M.Pd  serta  Didik  Wahyudi  M.Si  atas  tutorial  dan  asistensinya  dalam  Bioinformatika  dan analisis data molekuler sehingga penulisan artikel ini bisa terlaksana .
TECHNO: Vol. 06 ( 02): 38-44, Oktober 2017

## DAFTAR PUSTAKA
Hermawanto  Rudi  ,  Rawati  Panjaitan,  Sepus  Fatem.  2015    Kupu-Kupu  (Papilionoidea)  Di  Pantai Utara Manokwari, Papua Barat: Jenis, Keanekaragaman Dan pola distribusi Prosiding Seminar Naional  s  Masyarakat    Biodiversitas    Indonesia.  Volume  1,  Nomor  6,  September  2015  ISSN: 2407-8050 Halaman: 1341-1347
Mastrigt  H  van,  Rosariyanto  E.  2005.  Buku  Panduan  Lapangan  Kupu-kupu  Untuk  Wilayah Mamberamo Sampai Pegunungan Cyclops. Conservation Internasianal. Jakarta.
Mallet,  J.  2004.  Poulton,  Wallace  and  Jordan:  how  discoveries  in Papilio butterflies  initiated  a  new species concept 100 years ago. Systematics and Biodiversity 1(4):441-452.
Ochieng, J. W. , Muigai, A.W.T., and Ude, G.N. 2007. Review: Phylogenetics in plant biotechnology: principles, obstacles and opportunities for resource poor. African Journal of Biotechnology Vol. 6 (6): 639-649.
Tabita, F.R., Hanson, T.E., Satagopan, S., Witte, B.H., and Kreel, N.E. 2008. Review: Phylogenetic and evolutionary  relationships  of  RubisCO  and  the  RubisCO-like  proteins  and  the  functional lessons provided by diverse molecular forms. Phil. Trans. R. Soc. B. 363: 2629-2640.
Tamura K., Nei M., and Kumar S. (2004). Prospects for inferring very large phylogenies by using the  neighbor-joining  method.  Proceedings  of  the  National  Academy  of  Sciences  (USA) 101:11030-11035
Tamura  K.,  Stecher  G.,  Peterson  D.,  Filipski  A.,  and  Kumar  S.  (2013).  MEGA6:  Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Molecular Biology and Evolution30: 2725-2729.
Wallace , A. R. 1865. On the phenomena of variation and geographical distribution as illustrated by the Papilionidae of the Malayan region. Transactions of the Linnean Society of London 25:1-71.
Masud dan Abdullah. Ornithoptera spp, FILOGENETIK, ND5 Gen.