TINGKAT PLOIDI PAKU SAYUR ( Diplazium esculentum )

## PADA KETINGGIAN YANG BERBEDA DI GUNUNG SEMERU
Anggun Wulandari 1 , Rina Dian Rahmawati 2
1,2 Universitas KH. A. Wahab Hasbullah, Jl. Garuda No. 09 Tambakberas, Jombang e-mail: anggun.4w@gmail.com

## ABSTRACT
Polyploidy is a  condition  when  the individual  has  more than two  genomes, this polyploidy phenomenon is common in fern plants and one of the causes that is suspected to cause polyploidy events is cold temperatures. Therefore, this research aims to determine the level of ploidi fern vegetables ( Diplazium esculentum )  at  different  altitude  in  Semeru  Mountain.  This  research  is  an experimental  research  using  Completely  Randomized  Design  (CRD).  The object  used  is  the Diplazium  esculentum taken  from  different  altitude  (500 masl,  1500  masl,  and  2500  masl)  in  Semeru  Mountain.  The  next  step  is making the preparatory and chromosomal counts were then calculated on 5 root  hood  cells  and  each  cell  was  counted  for  3  repetitions.  The  data obtained were analyzed by one way Anova analysis with SPSS. The research results  showed  that  there  were  differences  in  ploidy  levels  of Diplazium esculentum at different altitude indicated by F count (126.849) > F table 0,05 (3.885). Diplazium esculentum located at an heights of 500 masl showed the result  of  diploid  cytological  type  (2n)  which  has  an  average  number  of chromosomes was 62.934; at an heights of 1500 masl indicated the result of triploid cytological type (3n) which has an average number of chromosomes was  80.334;  while  at  an  heights  of  2500  masl  has  an  average  number  of chromosomes as much as 106.4 with tetraploid cytological type results (4n). Thus  it  can  be  concluded  that  there  is  a  difference  in  ploidy  level  of Diplazium esculentum at each altitude in Semeru Mountain.
Keywords: chromosomes ,  Diplazium  esculentum, polyploidy ,  semeru mountains.

## PENDAHULUAN
Tumbuhan paku (Pteridophyta) merupakan  tumbuhan  berpembuluh  yang banyak  ditemukan  diseluruh  penjuru  dunia, tetapi paling banyak tumbuh di daerah tropik yang  lembab.  Terdapat  lebih  dari  15.000 spesies  tumbuhan  paku  tumbuh  di  berbagai kawasan  di  Bumi  (Chapman,  2009),  dan 4000  spesies  diantaranya  tumbuh  di  Asia Tenggara  (De  Winter  and  Amoroso,  2003). Tumbuhan  paku  banyak  dimanfaatkan  oleh masyarakat  sebagai  tanaman  hias,  sayuran dan  bahan  obat-obatan.  Namun,  secara ekologis  tumbuhan  paku  juga  memiliki peranan penting bagi keseimbangan ekosistem  yaitu  sebagai  penutup  tanah
sehingga  berfungsi  mengatur  tata  air  dan mencegah  terjadinya  erosi  serta  menjaga ekosistem hutan (Fari, 2016).
Diplazium  esculentum atau  lebih dikenal  dengan  paku  sayur  telah  banyak dikonsumsi  dan  digunakan  oleh  orang terdahulu  untuk  menyembuhkan  berbagai macam penyakit seperti batuk, asma, demam, sakit kepala, diare, dan antidysentri. Menurut Setyowati (2005) hasil studi etnobotani  suku dayak  memanfaatkan  tanaman  ini  sebagai obat kencing bernanah atau kencing berdarah. Ental D. esculentum juga dimanfaatkan oleh masyarakat Olen Setulang, Malinau Kalimantan Timur sebagai obat penurun panas pada anak-anak
(Karmilasanti dan Supartini, 2011). Masyarakat Manukwari, Papua Barat menggunakan  entalnya  untuk  mengobati sakit kepala (Lense, 2012).
Masyarakat  sangat  menyukai  ental muda dari tumbuhan ini karena memiliki rasa yang  cukup  enak.  Kajian  tentang  tumbuhan paku  menyatakan  bahwa  tanaman  yang bersifat poliploid umumnya memiliki ukuran morfologi  lebih besar dibandingkan tanaman diploid. Poliploidi merupakan keadaan bahwa  individu  memiliki  lebih  dari  dua genom  dan  merupakan  gejala  yang  umum dan  tersebar  luas  dalam  tumbuhan  (Wang  et al.,  2007).  Fenomena  poliploidi  ini  sering terjadi pada tumbuhan paku yang merupakan akibat  dari  berbagai  proses  baik  secara meiotik ataupun secara somatik (Stace, 1980, dalam Zubaidah, 2006). Salah satu penyebab yang  diduga  dapat  menimbulkan  peristiwa poliploidi  adalah  suhu  dingin,  berkaitan dengan  hal  tersebut,  terdapat  pendapat  yang menyatakan  bahwa  tumbuhan  poliploid mempunyai  distribusi  yang  lebih  luas  dari pada  yang  diploid  dan  sangat  terkait  dengan faktor  ketinggian  tempat,  semakin  tinggi tempat  tumbuhan  poliploid  lebih  banyak ditemukan (Perwati, 2009)
Indonesia  merupakan  salah  satu negara yang memiliki begitu banyak pegunungan  yang  tinggi,  salah  satu  gunung di  Indonesia  yang memiliki  keanekaragaman hayati  yang  cukup  tinggi  dan  masih  banyak ditemukan tumbuhan paku diantaranya adalah Gunung Semeru.
Gunung Semeru (3.676 mdpl) merupakan  gunung  berapi  kerucut  di  Jawa Timur  yang  merupakan  gunung  tertinggi  di Pulau Jawa. Gunung Semeru secara administratif  termasuk  dalam  wilayah  dua kabupaten,  yakni  Kabupaten  Malang  dan Kabupaten  Lumajang,  Provinsi  Jawa  Timur. Semeru mempunyai kawasan hutan
Dipterokarp  Bukit,  hutan  Dipterokarp  Atas, hutan  Montane,  dan  Hutan  Ericaceous  atau hutan  gunung.  Flora  yang  berada  di  wilayah Gunung  Semeru  beraneka  ragam  jenisnya tetapi  banyak  didominir  oleh  pohon  cemara, akasia,  pinus,  dan  jenis  Jamuju.  Sedangkan untuk  tumbuhan  bawah  didominir  oleh Kirinyuh,  alang-alang,  tumbuhan  paku, tembelekan,  harendong  dan  Edelwiss  yang banyak  terdapat  di  lereng-lereng  menuju puncak Semeru.
Data  yang  memuat  tentang  variasi jumlah  kromosom  (tingkat  ploidi)  pada  tiap- tiap  ketinggian  Gunung  belum  banyak ditemukan  padahal  paku  sayur  merupakan salah satu potensi hasil hutan non kayu yang cukup  besar  dan  sampai  saat  ini  belum tersentuh oleh teknologi seperti dalam bentuk pengolahan
atau pengemasannya (Cakradinata, 2006). Berdasarkan hal tersebut  maka  perlu  dilakukan  penelitian lebih  lanjut  mengenai  “Tingkat  ploidi  paku sayur ( Diplazium esculentum ) pada ketinggian yang berbeda di Gunung Semeru”.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  merupakan  penelitian eksperimen  dengan  menggunakan  rancangan acak  lengkap  (RAL)  yang  memaparkan tentang tingkat ploidi paku sayur ( Diplazium esculentum ) pada ketinggian yang berbeda di Gunung  Semeru.  Penelitian  dilaksanakan bulan  Agustus  -  September  2018 dengan pengambilan  sampel Diplazium  esculentum di  Gunung  Semeru  pada  ketinggian  yang berbeda yaitu 500 mdpl, 1500 mdpl dan 2500 mdpl  dan  penghitungan  jumlah  kromosom untuk mengetahui tingkat ploidi dilakukan di Laboratorium  Biologi  Universitas  KH.  A. Wahab  Hasbullah.  Alat  yang  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  mikroskop binokuler,  waterbath,  altimeter,  botol  vial,
pinset,  hand  counter,  silet,  kaca  benda,  kaca penutup, gelas ukur 100 ml, beaker glass 200 ml,  botol  100  ml,  pipet  tetes,  alat  tulis  dan kamera  digital  untuk  dokumentasi  hasil pengamatan, sedangkan bahan yang digunakan  adalah  HCl  1N,  alkohol  95%, asam  asetat  glacial  100%,  formalin  4%, akuades, sarung tangan, masker, acetocarmin, kertas hisap/ tissue, tudung akar Diplazium esculentum , plastik dan polibag. Pembuatan Larutan FAA (Formalin Aseto-Alkohol)
Menyiapkan akuades  sebanyak 20 ml dalam  botol,  kemudian  menuangkan  70  ml alkohol 95% secara perlahan, menuangkan 5 ml formalin 4% secara perlahan, menuangkan  5  ml  asam  asetat  glacial  100% secara perlahan, kemudian menutup botolnya dan digoyangkan secara perlahan. Pembuatan larutan FAA ini dilakukan dengan menggunakan sarung tangan dan masker.

## Persiapan Sampel
Mengambil
tumbuhan paku Diplazium  esculentum di  Gunung  Semeru pada  ketinggian  500  mdpl,  1500  mdpl  dan 2500 mdpl kemudian memasukkannya kedalam  kantong  plastik  dengan  tetap menjaga  kelembaban  agar  tumbuhan  paku tidak  mati,  kemudian  menanam  tumbuhan yang telah diambil dari lokasi dalam polibag untuk  menstimulasi  perkembangan  akar-akar yang baru.

## Pembuatan Preparat
Memotong  ujung  akar  ±  1  cm  dari tudung  akar  yang  berwarna  putih  kemudian dimasukkan  ke  dalam  botol  vial  yang  berisi larutan  FAA,  pemotongan  dilakukan  pada pukul  09.30  WIB,  kemudian  mengeluarkan potongan akar dari larutan FAA dan mencuci tudung  akar  tersebut  dengan  air  kran sebanyak  8  kali,  setelah  itu  memasukkan potongan  akar  yang  telah  dicuci  ke  dalam botol  vial  yang  berisi  HCl  1  N  dan
memasukkannya ke dalam  waterbath  dengan suhu  60 o C . Menyalakan  waterbath  sampai dua lampunya menyala, dan setelah 15 menit waterbath  dimatikan,  kemudian  botol  vial dikeluarkan  dan  di  diamkan  selama  8  menit. Selanjutnya  meletakkan  potongan  akar  pada kaca  benda  dan  memotong  bagian  tudung akar  kemudian  menetesi  potongan  akar tersebut  dengan  acetocarmin  dan  didiamkan selama beberapa menit sampai potongan akar terlihat  merah. Menutup  kaca  benda  dengan kaca  penutup  kemudian  ditekan  dengan  ibu jari, selanjutnya mengamati preparat dibawah mikroskop  binokuler  dengan  perbesaran 1000 kali.

## Teknik Pengumpulan Data
Teknik  pengumpulan  data  dilakukan dengan  menghitung  jumlah  kromosom  pada 5  sel  tudung  akar  dan  setiap  sel  dihitung sebanyak  3  kali  ulangan  yang  mengalami pembelahan mitosis pada tahap metafase atau anafase.  Kemudian  menghitung  jumlah kromosom  pada  masing-masing  sel  dengan menggunakan hand  counter ,  selanjutnya menentukan tipe ploidinya.
Analisis Data
Data yang diperoleh langsung dianalisis  dengan  analisis one  way Anova dengan SPSS. Jika hasil analisis F hitung > F tabel 0,05 ,  maka  dilakukan  uji  lanjut  dengan Post Hoc Analysis Least Significant Difference (LSD)  dengan  taraf  signifikansi
5%  untuk  mengetahui  tingkat  ploidi  paku sayur ( Diplazium esculentum ) pada ketinggian yang berbeda di Gunung Semeru.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  tingkat  ploidi  paku sayur ( Diplazium esculentum ) pada ketinggian  yang  berbeda  di  Gunung  Semeru dilihat dari rerata jumlah kromosom pada sel yang ditemukan pada masing-masing ketinggian  yaitu  500  mdpl,  1500  mdpl  dan
2500 mdpl. Data jumlah kromosom Diplazium  esculentum pada  masing-masing ketinggian  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.
Tabel 1. Rerata Jumlah Kromosom Diplazium esculentum di Gunung Semeru Ketinggian Rerata Tipe ploidi 500 mdpl 62,934 2,17 Diploid 1500 mdpl 80,334 2,77 Triploid 2500 mdpl 106,4 3,669 Tetraploid
Berdasarkan  data  pada  Tabel  1  dapat diketahui  bahwa  jumlah  kromosom  yang diamati  pada  sel  tudung  akar Diplazium esculentum pada  ketinggian  500  mdpl memiliki rata-rata jumlah kromosom sebanyak 62,934; pada ketinggian 1500 mdpl memiliki rata-rata jumlah kromosom sebanyak 80,334; sedangkan pada ketinggian 2500  mdpl  memiliki  rata-rata  jumlah kromosom yang paling banyak yaitu 106,4.
Tumbuhan  paku  memiliki  jumlah kromosom  dasar  sebanyak  29,  sehingga tumbuhan  paku  yang  dinyatakan  sebagai individu  diploid  memiliki  jumlah  kromosom somatik  58,  sedangkan  individu  triploid memiliki jumlah kromosom 87 dan tetraploid 116  (Darnaedi,  1995,  Crabbe  dkk,  1975 dalam  Setyawati,  2000).  Dari  hasil  analisis data  dapat  diketahui  bahwa  tingkat  ploidi pada  tumbuhan  paku Diplazium  esculentum yang  berada  pada  ketinggian  500  mdpl memiliki  rerata  set  kromosom  sebesar  2,17 sehingga  menunjukkan  hasil  tipe  sitologi diploid  (2n),  pada  ketinggian  1500  mdpl memiliki  rerata  set  kromosom  sebesar  2,77 sehingga  menunjukkan  hasil  tipe  sitologi triploid  (3n),  sedangkan  pada  ketinggian 2500  mdpl  memiliki  rerata  set  kromosom sebesar  3,669  sehingga  menunjukkan  hasil tipe sitologi tetraploid (4n).
Poliploid  dapat  terjadi  secara  spontan maupun  sebagai  akibat  perlakuan  (Russel, 1992).  Menurut  Gardner,  dkk  (1991)  dalam Khotimah  (2002),  poliploidi  secara  alami dapat terjadi karena faktor:
1. Penggandaan somatik. Sel somatik mengalami  penggandaan  secara  tidak beraturan,  pada  saat  pembelahan  mitosis dihasilkan  sel-sel  meristematik  yang mengganda tanpa mengalami pembelahan yang  menyebabkan  kelipatan  jumlah kromosom  pada  generasi  berikutnya dalam individu tersebut.
2. Sel  reproduksi mengalami reduksi secara tidak beraturan yaitu perangkat kromosom  gagal  berpisah  menuju  kutub ekuator  pada  saat  anafase  sehingga perangkat  kromosom  tidak  memisah  dan tetap pada bidang ekuator dalam inti. Hal ini  menyebabkan  sel  memiliki  jumlah kromosom  ganda  (dua  kali  jumlah kromosom normal)
Berdasarkan  data  yang  telah  diperoleh menunjukkan  bahwa  semakin  tinggi  tempat didapatkannya  tumbuhan  paku Diplazium esculentum menunjukkan  jumlah  kromosom juga  semakin  banyak. Diplazium  esculentum mengalami poliploidi karena proses penggandaan  kromosom  sehingga  jumlah kromosom  somatiknya  berlipat  dari  jumlah kromosom  dasarnya.  Tingkat  ploidi  ini dipengaruhi  oleh  faktor  ketinggian  tempat. Sebagaimana  diketahui  bahwa  semakin tinggi  suatu  tempat  maka  semakin  rendah suhunya.  Hal  ini  di  dasarkan  pada  teori menurut  Nakato  (1981)  dalam  Setyawati (2000)  bahwa  faktor  ketinggian  tempat berpengaruh  pada  tumbuhan  paku  karena adanya kecenderungan sitologi pada tumbuhan  paku.  Masahiro  dan  Iwatsuki
dalam  Setyawati  (2000)  juga  menyatakan bahwa  faktor  lingkungan  yang  berpengaruh adalah suhu dan kelembapan yang mempengaruhi tumbuhan paku pada perkembangan  siklus  hidup  sejak  germinasi spora sampai maturasi sporofit.
Faktor  lingkungan  secara  langsung maupun  tak  langsung  dapat  mempengaruhi reorganisasi kromosom. Dalam penelitian ini, semakin tinggi ketinggian tempat menunjukkan  tingkat  ploidi  yang  semakin besar  di  Gunung  Semeru,  hal  ini  diduga karena  semakin  menurunnya  temperatur. Love  &  Love  dalam  Stuessy  (1990) menyatakan  bahwa  temperatur  dan  faktor lain  yang  terkait  dengan  ketinggian    tempat berperan dalam ploidisasi tumbuhan. Walker (1979)  menyatakan  bahwa  tingginya  derajat ploidi dan peristiwa poliploidi juga dipengaruhi  oleh  kondisi  iklim  dan  sejarah bencana alam.
Pengujian  dengan  menggunakan one way Anova  yang  sudah  dilakukan  peneliti menunjukkan  terdapat  perbedaan  jumlah kromosom Diplazium esculentum pada ketinggian  500  mdpl,  1500  mdpl,  dan  2500 mdpl.  Hasil  uji  lanjut  dengan Post  Hoc Analysis  Least  Significant  Difference (LSD) dapat  diketahui  bahwa  jumlah  kromosom Diplazium  esculentum pada  ketinggian  500 mdpl  berbeda  signifikan  dengan  ketinggian 1500  mdpl  dan  2500  mdpl,  hal  ini ditunjukkan  dengan  nilai  F  hitung  (126,849) > F tabel 0,05 (3,885).
Dari  penelitian  ini  dapat  disimpulkan bahwa Diplazium esculentum yang ditemukan  di  Gunung  Semeru  ditemukan tumbuhan  poliploid  di  atas  ketinggian  1500 mdpl. Jika dilihat dari distribusinya menunjukkan  bahwa  tumbuhan  poliploid mempunyai  distribusi  yang  lebih  luas  dari pada  yang  diploid.  Tumbuhan  diploid ditemukan di ketinggian 500 mdpl,
sedangkan  tumbuhan  poliploid  ditemukan pada ketinggian 1500 mdpl dan 2500 mdpl.

## SIMPULAN DAN SARAN
Diplazium esculentum memiliki tingkat  ploidi  yang  berbeda  pada  setiap ketinggian, dimana jumlah kromosom tumbuhan  paku Diplazium  esculentum pada ketinggian  500  mdpl  memiliki  rerata  jumlah kromosom  62,934  dengan  hasil  tipe  sitologi diploid  (2n);  pada  ketinggian  1500  mdpl memiliki  rerata  jumlah  kromosom  80,334 dengan  hasil  tipe  sitologi  triploid  (3n); sedangkan  pada  ketinggian  2500  mdpl memiliki jumlah rata-rata kromosom sebanyak  106,4  dengan  hasil  tipe  sitologi tetraploid  (4n).  Jadi,  terdapat  perbedaan tingkat  ploidi Diplazium  esculentum pada masing-masing ketinggian di Gunung
Semeru.
Saran dan rekomendasi untuk penelitian selanjutnya adalah dapat dilakukan penelitian  terkait  hubungan  antara  faktor abiotik  seperti  suhu,  kelembaban,  pH  tanah maupun kecepatan angin dalam mempengaruhi poliploidi tanaman.

## RUJUKAN
Cakradinata, Wasmat. (2006). Analisis Pemanfaatan  Hutan  Non  Kayu Dalam  Pemberdayaan  Masyarakat di  Daerah  Penyangga,  TNGR . Mataram:  Balai  Taman  Nasional Gunung Rinjani.
Chapman,  A.  D.  (2009). Numbers  of  Living Species in  Australia  and  the  World.
2nd  Edn.  Australian  Biodiversity Information  Services.  A  Report  for the  Australian  Biological  Resources Study.
De  Winter,  W.  P.,  and  L.  A.  Amoroso.
(2003). Cryptograms:  Ferns  and Ferns  Allies .  Leiden:  Backhyus Publisher.
Fari,  S.,  Pantiwati,  Y.,  Miftachul,  A.,  dan Latifa,  R.  (2016).  Keanekaragaman
Jenis Tumbuhan Paku ( Pteridophyta ) DiKawasan Air
Terjun  Lawean  Sendang  Kabupaten Tulungagung. Prosiding  Seminar Nasional II 2016 . Malang: Universitas Muhamadiyah Malang.. Karmilasanti,  Supartini,  (2011).  Keragaman Jenis Tumbuhan Obat dan Pemanfaatannya  di  Kawasan  Tane’ Olen Desa Setulang Malinau, Kalimantan Timur. Jurnal Penelitian  Dipterokarpa. 5(1):  23-
38.
Khotimah,  Husnol.  (2002). Studi  Tipe
Sitologi  pada  Pteris  tripartita  di Daerah Dataran Rendah . UM
Lense, Obed. (2012). The wild Plant Used as Traditional  medicine  by  indigenous people  of  Manukwari,  West  Papua. Biodiversitas . 13 (2): 98- 106.
Perwati,  Lilih  Khotim.  (2009).    Analisis
Derajat  Ploidi  dan  Pengaruhnya Terhadap  Variasi  Ukuran  Stomata dan Spora pada Adiantum raddianum . BIOMA , Vol. 11, No. 2,
Hal. 39-44
Russel , P. J. ( 1992). Genetics . Harper Collins
Publisher. Third Edition. New York
Setyawati.  2000. Studi  tentang
Sebaran  Ploidi  Pteris  tripartita  di
Daerah Dataran Rendah dan
Daerah  Dataran  Tinggi .  Malang:
Universitas Negeri Malang.
Setyowati,  F.M.,  Soedarsono  Riswan,  Siti
Susiarti. (2005). Etnobotani
Masyarakat Dayak Ngaju di Daerah Timpah  Kalimantan  Tengah . J.  Tek Ling P3TL-BPPPT . 6 (3): 502- 510. Stuessy  ,  T.F.  (1990). Plant  Taxonomy,  The Systematic Evaluation of Comparative Data .  Columbia  Univ. Press, New York. p. 291-311.
Walker,  T.G.  (1979).  The  Cytogenetics  of Ferns.  dalam  A.F.Dyer  (ed.). The Experimental Biology  of  Ferns. Academic Press, London. p. 87-123.
Wang,  Y.,  X.  Chen,  C-B.  Xiang,  (2007).
Stomatal  Density  and  Bio-water Saving .  Journal  of  Integrative  Plant Biology 2007, 49 (10): 1435 – 1444 Zubaidah,  Siti.  (2006).  Tingkat  Ploidi  dan Tipe  Reproduksi Dryopteris  sparsa di  Hutan  Wisata  Cangar  Kotatif Batu  Jawa  Timur. Berk.  Penel. Hayati: 11 (113–117)