Nasional 11–16 September 2011 Manado

KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL
DIREKTORAT JENDERAL PENDIDIKAN MENENGAH
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH ATAS
OLIMPIADE SAINS NASIONAL
Test Seleksi Calon Peserta
International Biology Olympiad (IBO) 2012
Tingkat: Nasional
11–16 September 2011
Manado, Sulawesi Utara
TES PRAKTIKUM 1
EKOLOGI, MORFOLOGI DAN KEANEKARAGAMAN
HEWAN
Total Point : 100
Durasi: 80 Menit
www.tobi.or.id
TES PRAKTIKUM 1
EKOLOGI, 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
2 Lembar
Kertas Gambar Morfologi Spesies Ekosistem Akuatik
8 Lembar
Kertas Gambar Distribusi Spesies Ekosistem Akuatik Lokasi A, B, dan C
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 BrayCurtis 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 …………………………………………………….. 2
1b. Spesimen pada tahapan dewasa …………………………………………………………. 6
2a. Tubuh memanjang, tidak memiliki kaki sejati ………………………………………….. 3
2b. Memiliki kaki yang jelas ………….……………………………………………….……. 5
3a. Thorax (dada) berukuran tidak lebih besar dari abdomen (perut) ………… Orthocladiinae
3b. Thorax berukuran lebih besar dari abdomen, bernafas dengan siphon…………………. 4
4a. Siphon (sifon) tebal dan berukuran relatif pendek………………………………. Aedes sp
4b. Siphon tipis dan berukuran relatif panjang……………………………………….. Culex sp
5a. Struktur mulut pendek dan tipe pengunyah ………………………………Tricorythodes sp
5b. Struktur mulut dapat memanjang dan tipe pengunyah mangsa……………….. Libelulla sp
6a. Struktur mulut penusuk, berukuran pendek, dan lebar…..……………………… Sigara sp
6b. Struktur mulut penusuk, silindris, dan berukuran panjang …….………………………… 7
7a. Tubuh berukuran 16 mm, kaki depan dengan 2 cakar…………………………Notonecta sp
7b. 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
Baris A1-A8
Baris B1-B8
Baris C1-C8
Baris D1-D8
Baris E1-E8
Baris F1-F8
Baris G1-G8
Baris H1-H8
: Sampel homogenat isi perut Spesies 1 s/d 8
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 1
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 2
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 3
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 4
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 5
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 6
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 7
: menggunakan antibodi yang dapat mengikat protein spesies 8
9
LOKASI A
10
LOKASI B
11
LOKASI C
Kode Spesies
12
MORFOLOGI FUNGSIONAL
Spesies 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