TUGAS TERSTURKTUR MATA KULIAH KONSERVASI SUMBERDAYA GENETIK “TEORI VAVILOV” Dosen Pengampu: Ir. Sri Lestari P, MS. Disusun oleh: Kelompok 4 1. Fikriyah Nuril Fiddin 125040201111018 2. Nur Safa’ah 125040200111081 3. Riski Dian Prakasiwi 125040201111227 4. Amalia Pratiwi K 125040201111281 PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
Makalah konservasi sumber daya genetik teori vavilov
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TUGAS TERSTURKTUR
MATA KULIAH KONSERVASI SUMBERDAYA GENETIK
“TEORI VAVILOV”
Dosen Pengampu: Ir. Sri Lestari P, MS.
Disusun oleh:
Kelompok 4
1. Fikriyah Nuril Fiddin 125040201111018
2. Nur Safa’ah 125040200111081
3. Riski Dian Prakasiwi 125040201111227
4. Amalia Pratiwi K 125040201111281
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Keragaman genetik plasma nuftah diperlukan sebagai bahan dasar dalam program
pemuliaan untuk menghasilkan varietas unggul. Vavilov, ahli genetika dan pemulian
tanaman dari Rusia, dianggap sebagai peneliti pertama yang menyadari pentingnya
keragaman genetika untuk perbaikan tanaman. Dengan semakin berkembangnya
penggunaan varietas baru oleh petani, maka varietas lokal (landraces) terdesak dan
sebagian telah musnah. Gen-gen yang nampaknya sekarang belum berguna, dimasa
mendatang mungkin diperlukan dalam pembentukan varietas unggul baru. Sifat-sifat
yang mendukung dan tujuan dalam memperoleh varietas unggul adalah potensi hasil
yang tinggi, daya adaptasi lebih baik terhadap hama dan penyakit utama, umur lebih
pendek (genjah), kandungan dan kualitas gizi yang lebih baik.
1.2 Tujuan
Untuk mengetahui pusat keragaman genetik
Untuk mengetahui tanaman budidaya utama dan daerah diversitasnya
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Hukum seri homolog dalam variasi sifat
Dalam penelitian sifat–sifat tanaman atau species tanaman Vavilov diilhami oleh
pendapat Darwin yang meneliti sifat–sifat hewan, dibawah pengaruh proses
domestikasi. Darwin menyatakan : sifat–sifat yang sejenis atau serupa kadang–kadang
muncul di beberapa varietas atau ras yang berasal dari species yang sama dan lebih
jarang pada keturunan tanaman yang speciesnya sangat berbeda.
Oleh Vavilov pernyataan Darwin tersebut diatas ternyata dinyatakan berlaku pula di
dunia flora sehingga munculah hokum: “Law of Homologous Aeries in Variation”
yang kurang lebih berbunyi : bila suatu sifat kedapatan bervariasi pada suatu species
maka akan muncul pula suatu kecenderungan adanya variasi sifat pula pada species –
species yang masih sekeluarga dan bila suatu sifat berupa sifat konstant yang dimiliki
suatu species, akan cenderung bersifat konstant pula pada species–species yang masih
sekeluarga.
Dari kajian evolusi spesies tanaman yang berbeda, Darwin mencatat adanya
sebuah parallel dalam variasi sifat pada satu species tunggal. Vavilov menyimpulkan
bahwa variasi sifat baik dalam maupun antar species mengikuti homology tertentu.
Sebagai contoh pada gandum yang mempunyai jumlah kromosom 24 dari Asia
tengah; gandum berkromosom 28 yang berasal dari Etiopia, Transaucasia; dan
gandum berkromosom 14 dari Asia Minor. Meskipun species ini berbeda asal daerah
dan beberapa sifat lainnya, namun ada sifat yang sama atau umum dimiliki semua
gandum. Semua species mempunyai tipe berbulu dan tidak berbulu, malai putih dan
cokelat, genotype tahan dan peka dll.
Dua genera yang berbeda yaitu rye dan gandum, dapat dilihat bahwa keduanya
mempunyai bentuk musim semi dan panas, varietas genjah dan dalam, biji kecil dan
besar. Pada apel dan peach juga ada kesamaan. Dengan mengetahui hubungan
kekerabatan maka manusia dapat melakukan persilangan antar species yang dekat.
Species yang berkerabat jauh maka semakin kecil kemungkinan terjadinya
pembuahan persilangan. Kemungkinan yang berada dialam belum dieksploitasi
dengan maksimal.
Menurut hasil Penelitian National Academy of Science of United State, dari lebih
dari 3000 species tanaman potensial hanya 20-30 bentuk tanaman pangan yang
digunakan manusia. Tanaman cipir mempunyai kandungan protein cukup tinggi
mencapai 37% protein dan 18% minyak. Kecipir juga dapat tumbuh di tropika basah.
Amaranthus edulis mengandung 6% lysine dan sumber vitamin A dan C. Guayule
(famili Compositae) menghasilkan getah karet yang sama dengan Hevea rubber
(tanaman karet). Namun, tanaman ini dulunya memiliki sifat jelek tetapi hilang di
awal introduksi tanaman.
2.2 Teori Vavilov
Sudah kita ketahui bahwa di dalam menambah variabilitas tanaman secara
introduksi kita harus teliti dan hati–hati. Pengetahuan tentang dimana forma–forma
tanaman yang dibudidayakan orang paling banyak didapat sangatlah diperlukan.
Dalam hal ini Nikolai Ivanovich Vavilov, seorang ahli botani Rusia berpendapat
bahwa ada hubungan antara letak geografis, iklim dengan forma–forma tanaman
yang mempunyai genotipe tertentu.
Dari hasil penelitian pengamatan serta ekspedisinya keliling dunia Vavilov
berkesimpulan bahwa ada aturan dan ketentuan tentang penyebaran geografis dari
tanaman. Maka lahirlah teori Vavilov tentang pusat–pusat gene atau pusat asal
tanaman atau center of origin. Ia mengatakan bahwa yang disebut dengan pusat gene
ialah daerah dimana suatu species tanaman terdapat dalam kelompok–kelompok yang
besar yang terdapat persamaan di dalam penimbunan gen–gennya.
Dalam buku Anserson (2001) Berdasarkan konsep evolusi Darwin dan
mengambil temuan Candolle sebagai titik awal, ilmuwan Rusia Nicolay Ivanovich
Vavilov mengembangkan hipotesisnya di pusat asal tanaman budidaya pada awal
1920-an. Vavilov mengasumsikan bahwa sebagian besar spesies pertanian utama dapat
ditelusuri kembali ke satu wilayah tertentu, yang akan menjadi pusat asalnya.
Selanjutnya, dia berasumsi bahwa pusat-pusat ini akan umum untuk berbagai tanaman,
dan bahwa daerah tersebut dapat pusat universal asal dan pembentukan jenis, yaitu
diversifikasi genetik. Selama dua dekade berikutnya, ia dan anggota timnya
melakukan perjalanan di seluruh dunia dan dikumpulkan dan dianalisis jumlah
mengesankan sampel tanaman budidaya untuk memverifikasi hipotesisnya. ini bekerja
ini empiris yang komprehensif memungkinkan dia untuk mengembangkan hipotesis
sebagai suatu teori. Salah satu temuan pertama Vavilov adalah bahwa hal itu mungkin
untuk membedakan antara kelompok primer dan sekunder tanaman budidaya
(Vavilov, 1992). Tanaman utama (primer) adalah dasar tanaman budidaya kuno yang
dikenal manusia hanya dalam keadaan dibudidayakan (misalnya gandum, barley,
beras, kedelai, rami dan kapas). Para palawija terdiri semua tanaman yang berasal dari
gulma yang penuh bidang tanaman utama, dan ditemukan untuk menjadi berguna pada
mereka sendiri (misalnya gandum, oat, rami palsu).
Temuan penting lainnya adalah bahwa spesies terkait erat sering milik
kelompok ekologi yang sama. Vavilov membandingkan kekhasan ekologi sejumlah
tanaman primer dan spesies liar dikenal dekat dengan mereka dan menemukan bahwa
semakin dekat spesies liar atau varietas yang terkait dengan tanaman budidaya,
semakin sering mereka milik kelompok ekologi yang sama (Vavilov, 1992). Hasil ini,
antara lain, membuka jalan untuk menyadari bahwa spesies terkait erat sering akan
memiliki area distribusi yang sama, dan bahwa akan ada kemungkinan untuk melacak
pusat asal mereka.
Wilayah variasi maksimum, biasanya termasuk jenis endemik dan karakteristik,
juga bisa menjadi pusat asal. Pusat-pusat asal akan, sebagai suatu peraturan, ditandai
oleh banyak sifat variabel endemik dan bisa terdiri karakteristik seluruh genera
(Vavilov, 1992). Dalam pusat asal, Vavilov ditentukan fokus socalled pembentukan
jenis tanaman budidaya terpenting (Vavilov, 1992), hati yaitu pusat berkaitan dengan
diversifikasi genetik dan pembentukan jenis. Sedangkan prinsip-prinsip Vavilov itu
diperkuat selama periode penyelidikan empiris, jumlah dan batas pusat asal tanaman
dibudidayakan.
Ternyata bahwa pusat asal, sebagaimana ditentukan oleh Vavilov, berhubungan
dengan fokus kuno peradaban pertanian (Vavilov, 1992). Namun, ia juga menemukan
bahwa, sebagai kecenderungan utama, pertanian harus dikembangkan dari daerah
pegunungan ke lembah peradaban besar daripada dalam arah yang berlawanan karena
telah berpikir. Dia menjelaskan hal ini di bidang pertanian yang jauh lebih tua dari
peradaban besar yang kita kenal (Vavilov, 1992). Peta Vavilov telah digambarkan
sebagai kesaksian yang mengesankan dengan co-evolusi tanaman dan budaya (Harlan,
1975).
Selain teori pusat asal tanaman budidaya, Vavilov memperkenalkan konsep
'pusat asal sekunder' untuk tanaman yang berasal dari pusat-pusat utama tetapi
dikembangkan varian genetik yang komprehensif di daerah lain, yang bisa jauh dari
satu primer (Harlan, 1975). Misalnya, ia menemukan bahwa spesies gandum umum
asli (dengan 42 kromosom) dipusatkan di Hindu Kush dan Himalaya Barat, dan juga
di Transkaukasia, sedangkan spesies dengan 28 kromosom yang terkonsentrasi di
Abyssinia dan di Timur Dekat (Transkaukasia, Turki dan utara-barat Iran (Vavilov,
1951).
Karya Vavilov yang membawa langkah besar bagi ilmu tanaman ke depannya,
dan merupakan karya perintis dan kontribusi besar untuk pemahaman kita tentang
bagaimana tanaman pertanian kami telah berkembang dari asal-usul mereka.
Akhirnya, ketika membandingkan perjalanannya (Vavilov, 1997) dengan pusat tentang
keragaman, tampak bahwa daerah ini sebagian besar bertepatan. Semua daerah yang
dikunjungi, kecuali untuk beberapa bagian dari Amerika Serikat, pantai Brasil, bagian
dari Eropa Tengah dan Denmark, dan beberapa daerah di (kemudian) Uni Soviet itu ia
juga dieksplorasi, termasuk dalam peta sebagai pusat asal. Ekspedisi Vavilov itu yang
komprehensif, dan anggota timnya memberikan kontribusi signifikan terhadap
pekerjaan. Tetapi daerah yang sangat besar yang tidak termasuk dalam penyelidikan,
seperti Afrika selatan dan barat Abyssinia dan Australia.
Nikolai Vavilov, adalah seorang kolektor lapangan setia yang bepergian secara
luas dalam usahanya mencari domestikasi pada lokus. Publikasi Rusia-nya tahun 1940
(Teori asal-usul tanaman budidaya) pada tahun 1940 yang diterbitkan dalam bahasa
Inggris pada tahun 1951. Vavilov berpendapat bahwa pusat dari keanekaragaman
terbesar dari tanaman mewakili pusat asalnya. Dia awalnya diusulkan enam pusat lalu
menambahkan dua yang lainnya. Menurut Vavilov di dunia ada delapan pusat gen.
Masing–masing pusat gen dipisahkan oleh gunung–gunung yang tinggi, lautan yang
luas, benua dan padang pasir. Jadi secara praktis masing–masing pusat gen merupakan
pusat perkembangan tanaman yang tidak saling mempengaruhi. Kedelapan pusat gen
tersebut adalah China, India dan Indocina, Asia Tengah, Timur Dekat, Mediterania,
Ethiopia, Mesoamerica, dan timur laut Amerika Selatan
. Beberapa peneliti telah mengkritik "pusat atau keanekaragaman" sama dengan
"pusat asal" . Petani awalanya suka berpindah-pindah dengan membawa bahan
tanaman, kadang-kadang jarak yang cukup. Ketika Columbus mendarat di Dunia Baru,
Mexico membawa jagung yang ditanam dari Kanada ke Argentina. Beberapa tanaman,
seperti kacang dan pisang, berasal lebih dari 1 lokasi. Vavilov juga melewatkan
beberapa pusat asal, termasuk Amerika Utara dan Amazon.
Jack Harlan percaya bahwa pusat-pusat Vavilov asal adalah pusat
keanekaragaman dan pusat lama kegiatan pertanian, yang mungkin atau mungkin tidak
mewakili pusat evolusi tanaman atau domestikasi. Ia memodifikasi konsep pusat dan
memperkenalkan gagasan "noncenters.". ini adalah daerah yang menyebar luas di
mana beberapa tanaman yang dipelihara. Ia berhipotesis bahwa pertanian mandiri
berasal di tiga wilayah, masing-masing terkait dengan pusat asal dan noncenter. Tiga
daerah yang near east center dan noncenter di Afrika, pusat Cina utara dan noncenter
di Asia Tenggara dan Pasifik Selatan, dan pusat Meso-amerika dan noncenter Amerika
Selatan. Harlan percaya bahwa ada interaksi antara masing-masing pusat dan
noncenter pasangan.
Selanjutnya Vavilov berpendapat bahwa pusat gen terdapat sifat–sifat yang
dominan yang selalu terlihat sedang semakin jauh dari pusat tersebut sifat dominan
makin berkurang dan semakin nampak sifat resesif. Di pusat gene keanekaragaman
tanaman juga sangat tinggi. Dari satu jenis tanaman didapati banyak jenis yang serupa,
hanya karenanya Vavilov beranggapan bahwa center of origin adalah center of
diversity. Tetapi pendapat ini bertolak belakang dengan pendapat murid Vavilov
sendiri Harland dan Anderson yang mengatakan bahwa center of origin memang
merupakan center of diversity, tetapi center of diversity belum tentu merupakan center
of origin.
Pendapat Harland dan Anderson ini muncul setelah mereka melakukan
ekspedisi ke daerah Turki, dimana mereka menemukan tempat–tempat yang penuh
variabilitas tanaman (diversitasnya tinggi) tetapi ternyata tempat itu bukanlah tempat
asal tanaman tersebut. Selanjutnya mereka menemukan tempat–tempat yang dinamai
microcenter–microcenter di daerah pusat–pusat gen. Microcenter yaitu daerah–daerah
sempit di dalam wilayah pusat gen dimana tanaman yang berkembang di tempat ini
ternyata mempunyai perkembangan ekologi yang lebih lanjut daripada tanaman–
tanaman di sekitarnya. Harland dan Anderson berpendapat bahwa di center of origin
terdapat variabilitas tanaman yang begitu tinggi disebabkan oleh adanya populasi
hybrid sebagai hasil persilangan species–species yang ada di situ.
Pada akhir studinya Vavilov (1926), mempertimbangkan pandangan ini dengan
menggambarkan bahwa awal tanaman budidaya utama adalah daerah tropik dan sub-
tropik, yang terdiri atas 11 atau 12 pusat awal, yang didasarkan pada konsep bahwa
pusat keanekaragaman ditetapkan sebagai pusat awal/ asal-usul. Pusat-pusat awal atau
asal-usul tanaman budidaya tersebut berada di Cina, India, Indo-Malaya, Asia Tengah,
Timur Tengah, Mediteran, Abesinia, Meksiko-Amerika Tengah, Amerika Selatan,
Chili dan Brasil-Paraguay
2.3 Pusat Keragaman Genetik
Pentingnya peran manusia dalam pemuliaan atau perubahan genetik tanaman dapat
di kemukan dengan pernyataan: Pemuliaan adalah evolusi yang dilakukan oleh
manusia. Kemajuan pengetahuan mengenai pola pewarisan dan penggunaan berbagai
metode hibridisasi dan seleksi telah memudahkan manusia dalam menghasilkan ribuan
varietas tanaman dalam beberapa abad belakangan ini. Varietas baru yang terbentuk
secara alami memerlukan waktu ratusan bahkan ribuan tahun atau bahkan tidak akan
pernah ada. Karena evolusi organisme tergantung keragaman, maka kesuksesan dalam
bidang pemuliaan tanaman juga tergantung pada variabilitas dalam dan antar species
yang ada di alam serta variabilitas yang direkayasa oleh manusia.
Hasil penelitian Nikolai Vavilov (Rusia) dan kelompoknya secara jelas
menunjukkan keragaman genetik tanaman budidaya dan pentingnya keragaman untuk
pemuliaan selanjutnya. Pada periode 1923 sampai 1931, Vavilov melakukan ekspedisi
di 60 negara dan mengkoleksi 300.000 sampel tanaman budidaya dan tipe liarnya.
Tanaman koleksi diteliti dan menghasilkan sejumlah data mengenai: distribusi
tanaman di dunia, jumlah varietas dalam species, variabilitas pada karakter tertentu,
frequency dan distribusi gen untuk sifat spesifik, tanggapan sifat tanaman terhadap
lingkungan dll. Hasil Vavilov tersebut menyimpulkan bahwa di dunia ini ada delapan
pusat asal tanaman (Litbang, 2004)
Pusat keragaman tanaman didefinisikan sebagai negara atau tempat yang memiliki
sumber daya genetik dalam kondisi in-situ '. Dua istilah yang digunakan dalam definisi
ini adalah menjelaskan lebih lanjut:
Sumber daya genetik dipahami sebagai materi genetik dari nilai aktual atau
potensial. Materi genetik, pada gilirannya, mengacu pada materi tanaman, hewan,
mikroba atau asal lain yang mengandung unit-unit fungsional hereditas'. Tidak ada
spesifikasi lebih lanjut
Kondisi in-situ didefinisikan sebagai kondisi di mana sumber daya genetik terdapat
di dalam ekosistem dan habitat alami, dan, dalam kasus jenis terdomestikasi atau
budidaya, di dalam lingkungan tempat mereka telah mengembangkan sifat-sifat
khas mereka.
Gambar 1. Pusat Asal Tanaman
Menurut Vavilov ada 8 pusat asal tanaman (Center of origin), yaitu:
a. Pusat Gen Tiongkok Tengah dan Barat
Daerah ini merupakan pusat gen yang terluas dan merupakan tempat asal