KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONALDIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH

DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS

OLIMPIADE SAINS NASIONAL

Test Seleksi Calon PesertaInternational Biology Olympiad (IBO) 2012

Tingkat: Nasional

11–16 September 2011Manado, Sulawesi Utara

TES PRAKTIKUM 1EKOLOGI, MORFOLOGI DAN KEANEKARAGAMAN

HEWAN

Total Point: 100Durasi: 80 Menit

www.tobi.or.id

TES PRAKTIKUM 1EKOLOGI, MORFOLOGI, DAN KEANEKARAGAMAN

HEWAN

PETUNJUK UMUM:

1. Anda akan mengerjakan 3 Tugas, yaitu :

Tugas 1 = Ekologi Hewan (Total Nilai 60)

Tugas 2 = Morfologi Hewan (Total Nilai 24)

Tugas 3 = Keanekaragaman Hewan (Total Nilai 16)

2. Cek kelengkapan Lembar Soal dan Lembar Jawaban

3. Tulisan hasil dan jawaban pada lembar jawaban. Tidak diperkenankan menulis

apapun di lembar soal. Gunakan ballpoint/pulpen untuk menulis jawaban anda.

4. Pastikan semua alat dan bahan dalam daftar telah diterima. Jika ada yang kurang, angkat

tangan anda.

5. Isilah nama dan asal sekolah pada lembar jawaban.

6. Berhentilah bekerja bekerja saat tanda dibunyikan oleh pengawas.

7. Tidak diperkenankan menggunakan alat hitung lain selain kalkulator.

8. Anda tidak diperkenankan membawa keluar barang apapun di ruangan ini kecuali alat

tulis dan kalkulator yang anda gunakan. JIKA ANDA MELANGGAR AKAN

DIDISKUALIFIKASI DARI TEMA PRAKTIKUM INI.

9. Waktu Total Tes untuk Praktikum ini = 80 menit.

Alat dan Bahan

1 Kalkulator 1 buah

2 Kertas Gambar Struktur Mulut Spesies Ekosistem Akuatik

Kertas Gambar Morfologi Spesies Ekosistem Akuatik

Kertas Gambar Distribusi Spesies Ekosistem Akuatik Lokasi A, B, dan C

2 Lembar

8 Lembar

3 Lembar

3 Penggaris/Mistar 1 Buah

4 Microplate Hasil Elisa 1 Buah

5 1-m quadrat cardboard (diwakilkan oleh kertas karton kecil) 1 Buah

1

Pendahuluan

Ekologi merupakan suatu ilmu yang mempelajari ekosistem. Pada ilmu ini, hubungan

antara hewan dan habitatnya sangatlah penting untuk diketahui. Selain itu, keanekaragaman

hewan termasuk juga ke dalam bahan pembelajaran ekologi. Keanekaragaman hewan ini

berhubungan erat dengan jumlah spesies dan individu yang ditemukan pada suatu lokasi.

Setiap spesies yang ditemukan akan memiliki ciri khas bila dilihat dari morfologinya,

sehingga mencerminkan fungsinya yang berbeda. Pada tes praktikum kali ini, anda

diharuskan mengerjakan Ekologi pada 3 lokasi akuatik, Morfologi, dan Keanekaragaman

(Diversitas) hewan.

TUGAS 1

EKOSISTEM AKUATIK

Tujuan dari tugas 1 adalah untuk mempelajari keanekaragaman dan kesamaan

organisme di ketiga ekosistem akuatik. Analisis keanekaragaman digunakan indeks

Keanekaragaman (Diversitas) untuk menyatakan hubungan kelimpahan spesies dalam

komunitas. Indeks keanekaragaman yang digunakan yaitu Simpson index. Sedangkan, dua

komunitas yang berbeda dapat dihitung tingkat kesamaannya dengan menggunakan Bray-

Curtis similarity index, berdasarkan kelimpahan populasi dan kehadiran spesies yang sama

dalam 2 komunitas.

Anda diberikan gambar distribusi spesies dari 3 ekosistem akuatik. Pada tes praktikum

kali anda diminta menghitung Simpson index dan Bray-Curtis similarity dari ketiga ekosistem

akuatik tersebut. Pencuplikan dilakukan dengan membuat kuadrat sebesar 1 m2 dari 5

koordinat pada masing-masing lokasi (Contoh pengambilan sampel menggunakan koordinat

dapat dilihat pada Gambar 1 seperti di bawah).

Gambar 1. Contoh Koordinat C-3

2

Pertanyaan 1.1 Hitunglah jumlah total masing-masing spesies yang anda temukan pada

setiap lokasi dengan koordinat dibawah ini. (Nilai 12)

Lokasi A : Koordinat yang diamati : D9, E6, C3, H1, H8

Lokasi B : Koordinat yang diamati : A1, A9, B5, H7, I9

Lokasi C : Koordinat yang diamati : A6, E5, E1, E9, I6

Keterangan : Masukkan individu spesies ke dalam perhitungan apabila setengah atau lebih

symbol spesies masuk ke dalam plot.

Pertanyaan 1.2 Buatlah grafik rank abundance untuk masing-masing lokasi. Sumbu x

adalah spesies (diurutkan dari mulai spesies dengan jumlah individu terbesar hingga yang

terkecil) dan sumbu y adalah proporsi jumlah individu. (Dua angka dibelakang koma)

(Nilai 13)

Pertanyaan 1.3 Hitunglah keanekaragaman hewan pada setiap lokasi dengan menggunakan

Simpson’s index. Manakah lokasi yang paling beranekaragam? (Dua angka dibelakang

koma) (Nilai 10)

Keterangan : D = Simpson’s index of diversity

ni = jumlah individu dari spesies i

N = jumlah individu dari seluruh spesies yang ditemukan

Pertanyaan 1.4 Hitunglah nilai Bray-Curtis similarity index untuk setiap lokasi. Manakah

lokasi yang memiliki kesamaan terbanyak ? (Dua angka dibelakang koma) (Nilai 10)

Keterangan : djk adalah nilai Bray Curtis lokasi j dan k

Xji dan Xki adalah jumlah individu spesies i di lokasi sampling j dan k

3

Pertanyaan 1.5 Berdasarkan tabel pada pertanyaan 1.1, buatlah analisis statistik

menggunakan analisis chi-square. Apakah terdapat perbedaan komposisi Spesies antara

Lokasi A dan B ? (Dua angka dibelakang koma) (Nilai 15)

Keterangan X2 adalah nilai Chi-Square

O adalah nilai observasi

E adalah nilai yang diharapkan = (Total Baris) x (Total Kolom) / Total Keseluruhan

df = (Jumlah Baris-1) x (jumlah Kolom-1)

4

TUGAS 2

MORFOLOGI FUNGSIONAL

Perhatikan struktur mulut dari masing-masing spesies di ekosistem akuatik yang

berhasil ditemukan di Tugas 1. Setiap spesies memiliki struktur mulut yang berbeda-beda,

sesuai dengan jenis makanannya. Pengamatan terhadap struktur mandibula dapat digunakan

untuk memprediksi kebiasaan makan dan feeding guild (karnivora, herbivora, dll) dari spesies

yang bersangkutan. Dalam percobaan ini, pengamatan struktur mandibula dikonfirmasi

dengan analisis gut content (isi lambung).

Analisis gut content dilakukan dengan menggunakan teknik ELISA (Enzyme Link

Immunosorbent Assay). Sampel berupa homogenat isi perut dari masing-masing spesies yang

telah difiltrasi terlebih dahulu. Dengan menggunakan prinsip pengikatan protein-antibodi,

protein target dari masing-masing spesies (yang terkandung dalam sampel) akan berikatan

dengan antibodi monoklonal spesies tersebut yang telah terdapat pada dasar sumur

microplate. Dengan menambahkan agen pewarna, pengikatan protein-antibodi ini akan

menghasilkan perubahan warna. Sampel positif apabila terjadi perubahan warna sampel

menjadi kuning. Peta sampel dapat dilihat pada gambar 2 sedangkan hasil dapat dilihat pada

mikroplate yang telah disediakan di meja anda.

Pertanyaan 2.1 Perhatikan secara skematis struktur mulut spesies-spesies yang anda

temukan. Prediksikan dan cocokkanlah tipe mulut dengan fungsi mulut masing-masing

spesies tersebut dengan memasukkan huruf dan nomor berikut ke dalam tabel. (Nilai 8)

Tipe Mulut Fungsi Mulut

a. Penusuk-penghisap 1. Mengkonsumsi detritus.

b. Pengunyah 2. Menangkap dan menggigit mangsa.

c. Penjilat-penghisap 3. Mengambil nutrisi terlarut dalam air.

d. Filter feeder (Pemakan penyaring) 4. Menghancurkan materi tanaman

5. Menghisap cairan hewan lain.

6. Menghisap cairan tanaman.

5

Pertanyaan 2.2 Berdasarkan pengamatan struktur mulut dan analisis gut content,

Kategorikanlah setiap spesies pada tabel di dalam lembar jawaban. (Nilai 8)

Pertanyaan 2.3 Isilah kotak yang kosong pada rantai makanan di bawah ini dengan nomor

spesies yang telah diberikan (berdasarkan data struktur mulut spesies dan data gut content).

(Nilai 8)

6

TUGAS 3

KEANEKARAGAMANA HEWAN: MEREKONSTRUKSI DIAGRAM POHON

Pertanyaan 3.1 Tentukanlah nama takson dengan menggunakan kunci identifikasi berikut

(PERHATIKAN gambar); Setelah selesai, isilah tabel di dalam lembar jawaban sesuai dengan

nama takson. (Nilai 8)

1a. Spesimen pada tahapan larva/nimfa …………………………………………………….. 21b. Spesimen pada tahapan dewasa …………………………………………………………. 62a. Tubuh memanjang, tidak memiliki kaki sejati ………………………………………….. 32b. Memiliki kaki yang jelas ………….……………………………………………….……. 53a. Thorax (dada) berukuran tidak lebih besar dari abdomen (perut) ………… Orthocladiinae3b. Thorax berukuran lebih besar dari abdomen, bernafas dengan siphon…………………. 44a. Siphon (sifon) tebal dan berukuran relatif pendek………………………………. Aedes sp4b. Siphon tipis dan berukuran relatif panjang………………………………………..Culex sp 5a. Struktur mulut pendek dan tipe pengunyah ………………………………Tricorythodes sp5b. Struktur mulut dapat memanjang dan tipe pengunyah mangsa……………….. Libelulla sp 6a. Struktur mulut penusuk, berukuran pendek, dan lebar…..……………………… Sigara sp6b. Struktur mulut penusuk, silindris, dan berukuran panjang …….………………………… 77a. Tubuh berukuran 16 mm, kaki depan dengan 2 cakar…………………………Notonecta sp7b. Tubuh berukuran 50 mm, kaki depan dengan 1 cakar……………………..…Lethoceros sp

Pertanyaan 3.2 Isilah kotak-kotak kosong pada diagram pohon di bawah ini dengan nama

spesies yang telah diidentifikasi dan nomor spesies berdasarkan kunci identifikasi. (Nilai 8)

7

Tabel Chi Square

8

Analisis Gut Content dengan menggunakan teknik indirect ELISA (Enzyme Link Immunosorbent Assay)

Gambar 2. Peta Sampel Pada Mikroplate

Keterangan :Kolom 1-8 : Sampel homogenat isi perut Spesies 1 s/d 8Baris A1-A8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 1Baris B1-B8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 2Baris C1-C8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 3Baris D1-D8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 4Baris E1-E8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 5Baris F1-F8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 6Baris G1-G8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 7Baris H1-H8 : menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 8

9

LOKASI A

10

LOKASI B

11

LOKASI C

Kode Spesies

12

MORFOLOGI FUNGSIONALSpesies 1 (kunci : Sigara sp, Hemiptera – Corixidae, sucking plant fluid, herbivor)

13

Spesies 2 (kunci : Aedes sp, Diptera – Culicidae, filter feeder using brush, herbivore)

14

Spesies 3 (kunci : Culex sp, Diptera – Culicidae, filter feeder using brush, herbivore)

Spesies 4 (kunci : Notonecta sp, Hemiptera – Notonectidae, sucking prey fluid, carnivore)

15

16

Spesies 5 (kunci : Libelulla sp, Odonata – Libellulidae, capture prey, chewing, sucking, carnivore)

17

Spesies 6 (kunci : Lethoceros sp, Hemiptera – Belostomatidae, sucking prey fluid, carnivore)

18

Spesies 7 (kunci : Tricorythodes sp, Ephemeroptera – Leptohyphidae, chewing plant material, herbivore)

19

Spesies 8 (kunci : Orthocladinae, Diptera – Chironomidae, chewing collecting detritus, detritivore)

20

21