Sistematika dan Filogenetika Molekuler

Selama berabad-abad, para ilmuwan berusaha mendeteksi, mendeskripsikan, dan menjelskan keanekaragaman hayati dengan pendekatan sistematika. Cabang pengetahuan tersebut sangat penting dalam kajian biologi karena sistematika memiliki peranan sentral dalam memberikan sebuah pengetahuan untuk mengkarakterisasi suatu organisme dan sebagai perangkat untuk memahami sebuah biodiversitas. Sistematika secara fundamental bertujuan untuk mendeskripsikan suatu biodiversitas serta menjelaskan hubungan kekerabatan terhadap organisme lainnya.

Sistematika memiliki tugas penting dalam merekonstruksi hubungan evolusi dari suatu kelompok-kelompok organisme biologi. Hasil rekonstruksi tersebut digunakan sebagai dasar untuk penelitian komparatif seperti kajian biogeografi dan ekologi.

Kajian sistematika saat ini menggunakan dua pendekatan untuk merekonstruksi hubungan evolusi, yakni fenetik dan kladistik. Pendekatan fenetik adalah suatu pendekatan pada taksonomi yang secara keseluruhan berdasarkan kemiripan dan perbedaan dalam suatu karakter tanpa mempertimbangkan homologi, analogi, dan filogeni. 

Sementara pendekatan kladistik adalah pendekatan taksonomik yang mengelompokkan organisme berdasarkan perjalanan evolusi karakter dari suatu organisme dengan tujuan untuk rekonstruksi hubungan kekerabatan antara organisme, estimasi waktu divergensi, dan pemetaan urutan kejadian dalam proses evolusi. Dalam literatur ilmiah, kladistik sering disebut dengan filogenetika yang sering digunakan untuk penelitian sistemtika.

Filogenetika Molekuler

Filogenetika molekuler adalah ilmu yang mempelajari hubungan evolusioner antar organisme dengan menggunakan data molekuler yang berupa urutan nukleotida atau asam amino. Rekonstrksi filogeni pada awalnya menggunakan data morfologis baik dari organism yang masih ada maupun yang berupa fosil. Permasalahan pun terjadi ketika dengan data fosil yang tidak lengkap menyebabkan rekontruksi terhambat.

Saat ini, rekonstruksi hubungan evolusioner semakin menjadi mungkin seiring dengan melimpahnya data molekuler. Dengan adanya data molekuler, maka hubungan kekerabatan antar organime yang sangat jauh bisa direkonsruksi.

Hal yang menjadikan rekonstruksi semakin baik dengan data molekuler dikarenakan (1) seluruh organisme memiliki data molekuler berupa DNA dan protein; (2) perubahan yang terjadi pada data molekuler tersebut dapat menggambarkan jejak rekam sejarah evolusi yang dapat melengkapi data morfologis yang kerap kali kekurangan data.

Pesatnya perkembangan filogenetika molekular diawali ketika adanya metode sekuensing DNA dan protein. Data molekuler tersebut digunakan untuk melengkapi kekurangan data morfologis dengan beberapa alasan antara lain:

1. DNA adalah materi genetik yang diwariskan.
2. Deskripsi molekuler bersifat jelas dan tidak ambigu.
3. Karakter molekuler cenderung berevolusi dengan pola yang lebih seragam dibanding morfologis.
4. Dapat dilakukan analisis kuantitatif
5. Lebih mudah menentukan karakter homolog
6. Karakter molekuler bersifat universal sehingga memungkinkan untuk memetakan hubungan kekerabatan yang jauh.
7. Data molekuler jumlahnya relatif lebih banyak daripada data morfologis sehingga berguna untuk mempermudah rekonstruksi filogeni.