Kamis, 03 Juni 2010

Seleksi Alam

SELEKSI ALAM
Seleksi alam dan Kebugaran (biologi)

Seleksi alam populasi berwarna kulit gelap.

Seleksi alam adalah proses di mana mutasi genetika yang meningkatkan keberlangsungan dan reproduksi suatu organisme menjadi (dan tetap) lebih umum dari generasi yang satu ke genarasi yang lain pada sebuah populasi. Ia sering disebut sebagai mekanisme yang "terbukti sendiri" karena:

Variasi terwariskan terdapat dalam populasi organisme.
Organisme menghasilkan keturunan lebih dari yang dapat bertahan hidup
Keturunan-keturunan ini bervariasi dalam kemampuannya bertahan hidup dan bereproduksi.

Kondisi-kondisi ini menghasilkan kompetisi antar organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Oleh sebab itu, organisme dengan sifat-sifat yang lebih menguntungkan akan lebih berkemungkinan mewariskan sifatnya, sedangkan yang tidak menguntungkan cenderung tidak akan diwariskan ke generasi selanjutnya.
Konsep pusat seleksi alam adalah kebugaran evolusi organisme. Kebugaran evolusi mengukur kontribusi genetika organisme pada generasi selanjutnya. Namun, ini tidaklah sama dengan jumlah total keturunan, melainkan kebugaran mengukur proporsi generasi tersebut untuk membawa gen sebuah organisme.Karena itu, jika sebuah alel meningkatkan kebugaran lebih daripada alel-alel lainnya, maka pada tiap generasi, alel tersebut menjadi lebih umum dalam populasi. Contoh-contoh sifat yang dapat meningkatkan kebugaran adalah peningkatan keberlangsungan hidup dan fekunditas. Sebaliknya, kebugaran yang lebih rendah yang disebabkan oleh alel yang kurang menguntungkan atau merugikan mengakibatkan alel ini menjadi lebih langka. Adalah penting untuk diperhatikan bahwa kebugaran sebuah alel bukanlah karakteristik yang tetap. Jika lingkungan berubah, sifat-sifat yang sebelumnya bersifat netral atau merugikan bisa menjadi menguntungkan dan yang sebelumnya menguntungkan bisa menjadi merugikan.
Seleksi alam dalam sebuah populasi untuk sebuah sifat yang nilainya bervariasi, misalnya tinggi badan, dapat dikategorikan menjadi tiga jenis.
1. seleksi berarah (directional selection), yang merupakan geseran nilai rata-rata sifat dalam selang waktu tertentu, misalnya organisme cenderung menjadi lebih tinggi.
2. seleksi pemutus (disruptive selection), merupakan seleksi nilai ekstrem, dan sering mengakibatkan dua nilai yang berbeda menjadi lebih umum (dengan menyeleksi keluar nilai rata-rata). Hal ini terjadi apabila baik organisme yang pendek ataupun panjang menguntungkan, sedangkan organisme dengan tinggi menengah tidak.
3. seleksi pemantap (stabilizing selection), yaitu seleksi terhadap nilai-nilai ektrem, menyebabkan penurunan variasi di sekitar nilai rata-rata.Hal ini dapat menyebabkan organisme secara pelahan memiliki tinggi badan yang sama.
Kasus khusus seleksi alam adalah seleksi seksual, yang merupakan seleksi untuk sifat-sifat yang meningkatkan keberhasilan perkawinan dengan meningkatkan daya tarik suatu organisme. Sifat-sifat yang berevolusi melalui seleksi seksual utamanya terdapat pada pejantan beberapa spesies hewan. Walaupun sifat ini dapat menurunkan keberlangsungan hidup individu jantan tersebut (misalnya pada tanduk rusa yang besar dan warna yang cerah dapat menarik predator), Ketidakuntungan keberlangsungan hidup ini diseimbangkan oleh keberhasilan reproduksi yang lebih tinggi pada penjantan.
Bidang riset yang aktif dalam bidang biologi evolusi pada saat ini adalah satuan seleksi, dengan seleksi alam diajukan bekerja pada tingkat gen, sel, organisme individu, kelompok organisme, dan bahkan spesies. Dari model-model ini, tiada yang eksklusif, dan seleksi dapat bekerja pada beberapa tingkatan secara serentak. Di bawah tingkat individu, gen yang disebut transposon berusaha menkopi dirinya di seluruh genom. Seleksi pada tingkat di atas individu, seperti seleksi kelompok, dapat mengijinkan evolusi kooperasi.
Hukum yang melatarbelakangi seleksi alam
Spesiesi : Jhon gregor mendel
Dimana sifat organisme sama dengan hasil perkawinan antara jantan dan betina, dan hal ini tidak berlaku pada aseksual. Dari hasil persilangan antara sel jantan dan sel betina dimana sel kromosom berpasangan sama dengan kromosom alel, dan tiap pasangan memiliki allela. Setiap allele ada yang menghasilkan sifat yang baru (dominan, resesif dan intermediat) Terjadi pembelahan mitosis dan miosis, setiap keturunan akan menghasilkan perbedaan pada jumlah kromosom yakni Diploid (2n) dan Haplooid (n). Betina menghasilkan 1 sel telur dan jantan menghasilkan sel sperma yang lebih dar 1.

Contohnya :
Persilangan ercis
(Fenotif) Keriput >< Bulat
(Genotif) KK kk

Kk
(Keriput)
Kesimpulan dari jhon gregor mendel bahwa suatu spesies dipengaruhi oleh Fenotif ( sifat yang tampak ), genotif ( sifat yang tak tampak ) dan juga dipengaruhi oleh lingkungan.

Meluruskan Miskonsepsi Evolusi, Dinamika Populasi, Spesiasi (Neo) Darwinian
1. Evolusi Populasi, Bukan Evolusi Individu
Salah satu hambatan dalam memahami evolusi adalah miskonsepsi umum bahwa tiap organisme berevolusi (menurut pandangan Darwinian) selama masa hidup organisme tersebut. Nyatanya, seleksi alam memang berlaku pada tingkat individu. Sifat organisme berhubungan langsung dengan kemampuan organisme tersebut bertahan hidup dan bereproduksi. Akan tetapi, dampak evolusioner seleksi alam hanya akan tampak dalam melacak perubahan pada populasi seiring dengan berjalannya waktu. Lihatlah beberapa Papilio memnon di bawah. Spesimen ini semuanya dikumpulkan dari satu populasi dengan variasi genetik yang terlihat jelas dari warna sayapnya. Jika burung lebih memilih memangsa Papilio memnon dengan warna tertentu (mis: karena lebih jelas telihat), perbandingan individu dengan pola pewarnaan seperti itu akan semakin menurun dari generasi ke generasi karena kupu-kupu seperti itu rendah keberhasilan reproduksinya. Dengan demikian, jelaslah bahwa populasi yang berevolusi, bukannya individu.
2. Evolusi Bercabang, Bukan Linear
Miskonsepsi umum adalah bahwa evolusi bersifat linear dalam arti organisme A akan berevolusi menjadi B, B menjadi C, dan C menjadi D, begitu saja. Sebenarnya, yang terjadi tidak semudah itu. Bisa kita bayangkan A berevolusi menjadi B,C, dan D, namun C dan D tidak dapat bertahan hidup (tidak adaptif) dan punah, sementara B berevolusi lagi menjadi E dan F... Itulah gambaran umum dari evolusi. Miskonsepsi umum diawali ketika seringkali terdapat gambar “evolusi manusia” dari kera, kera yang agak mirip orang namun bungkuk, kemudian semakin tegak dan semakin tak berbulu, kemudian menjadi manusia dalam urutan seperti anak tangga. Daripada itu, evolusi jauh lebih mirip dengan semak belukar, dengan banyak cabang yang mati dan beberapa cabang yang bertahan hidup. Jumlah spesies yang punah jauh lebih banyak daripada spesies yang mampu bertahan hidup
3. Genetika dan Evolusi
Ironisnya ketika catatan Mendel dikaji ulang pada awal abad ke-20, banyak scientist yang sepakat bahwa genetika Mendel bertentangan dengan seleksi alam Darwin. Sebagai bahan dasar seleksi alam, Darwin menekankan pada sifat kuantitatif,yakni sifat dalam populasi yang terus bervariasi seperti panjang bulu atau kecepatan lari. Dari Mendel diketahui bahwa sifat kuantitatif dipengaruhi lokus gen ganda. Akan tetapi para scientist yang pertama kali mengkaji genetika Mendel hanya mengenali sifat “either or” (ini atau itu) seperti warna bunga ungu atau putih pada kacang kapri sebagai bahan yang bisa diwariskan. Dengan demkian, seolah tidak ada dasar genetika untuk seleksi alam yang menghasilkan variasi yang hampir tidak kentara dalam populasi, padahal itu sangat penting bagi teori Darwin. Akhirnya, genetika dan evolusi dipersatukan dalam apa yang disebut dengan population genetics, yang menekankan luasnya variasi genetik populasi dan pemahaman mengenai sifat kuantitatif
4. Kesetimbangan Hardy Weinberg Untuk Populasi Statis
Syarat populasi yang berada dalam keadaan setimbang:
• Ukuran populasi sangat besar
• Terisolasi dari populasi lain
• Tidak ada mutasi
• Perkawinan acak
• Tidak ada seleksi alam
(Secara nyata, tidak ada populasi yang berada dalam keadaan ideal ini)
Misalkan:
kita punya populasi bunga liar yang warnanya diatur oleh alel dominan A(merah) dan a(putih), kita memiliki 500 bunga liar dengan alel A sebanyak 80%. Jika demikian jelaslah alel a adalah sebanyak 20%. Peluang dominan homozigot (AA) menurut hukum peluang adalah 0,8 x 0,8=0,64 atau 64%, sedangkan homozigot resesifnya 0,2 x 0,2 =0,04 atau 4%. Penghitungan heterozygotnya memiliki 2 kemungkinan:Aa dan aA, maka heterozygote adalah 0,8 x 0,2 x 2=0,32 atau 32%. Kita bisa menebak bahwa populasi bunga liar kita memiliki 320 AA,160 Aa dan 20 aa. Secara hukum peluang pula, dapat dirumuskan bahwa:
p2 + 2.p.q + q2 = 100%
dengan p adalah alel A, q adalah alel a (persamaan Hardy Weinberg)
Penggunaannya begitu luas, misalkan pada fenilketonuria, kelainan metabolisme genetik yang dapat menyebabkan hambatan perkembangan mental. Penyakit tersebut disebabkan alel resesif. Maka, fenilketonuria berikatan dengan q2 (homozigot resesif). Misalkan di suatu kota yang berada dalam kesetimbangan Hardy Weinberg ada 1 fenilketonuria dari 10.000 kelahiran (q2=0,0001), frekuensi alel resesifnya adalah q=0,01 dan alel dominanya p=1-q=0,99. Dan karier (membawa alel, tapi tidak terekspresi) dihitung dengan 2.0,99.0,01=1,98%. Maka sekitar 2% dari populasi itu membawa alel fenilketonuria.
5. Mikroevolusi
Jika lima syarat yang diajukan dalam kesetimbangan Hardy Weinberg tadi banyak dilanggar, jelas akan terjadi evolusi pada populasi tersebut, yang akan menyebabkan perubahan perbandingan alel dalam populasi tersebut. Definisi evolusi sekarang dapat dikatakan sebagai:
”Perubahan dari generasi ke generasi dalam hal frekuensi alel atau genotipe populasi”
Dalam perubahan dalam kumpulan gen ini (yang merupakan skala terkecil), spesifik dikenal sebagai mikroevolusi. Akan dibahas 5 penyebab mikroevolusi = gene flow/aliran genetik, genetic drift/hanyutan genetik,mutasi, perkawinan tak acak,dan seleksi
6. Faktor Mikroevolusi I: Genetic Drift
Populasi bunga liar yang anggaplah konstan terdiri dari 10 tumbuhan dengan AA=5, Aa=3, aa=1.Pada generasi pertama, hanya 5 yang bereproduksi (1 AA, 3 Aa, dan 1 aa).Selanjutnya, akan terjadi 10 tumbuhan dengan AA=3, Aa=4,aa=3.Jika selenjutnya hanya 3 tumbuhan yang menghasilkan keturunan (2 AA dan 1 Aa),pastilah alel a semakin tereduksi dalam populasi tersebut. Inilah satu contoh mikroevolusi. Lainnya adalah EFEK LEHER BOTOL (BOTTLENECK EFFECT), yakni faktor non seleksi alam (misalkan bencana alam) yang memilih korban benar2 secara acak). Contoh klasik dari efek leher botol adalah habisnya variasi genetik anjing laut gajah utara yang nyaris punah pada 1890 ketika jumlahnya hanya 20 ekor .Ketika diuji pada 1970-an,30.000 anjing laut gajah utara tidak memilii variasi genetik sama sekali yang dimungkinkan akibat pergeseran genetik.Perbandingan,variasi genetik melimpah pada anjing laut gajah selatan yang hidup tentram.Hal ini mirip sekali dengan apa yang dinamakan dengan EFEK PENDIRI (FOUNDER EFFECT), misalkan hanya ada beberapa biji-bijian yang terbawa oleh burung ke pulau kecil,jelas potensi untuk menghasilkan populasi yang berbeda dengan populasi tetuanya amat besar.
7. Faktor Mikroevolusi II: Gene Flow
Adalah pelanggaran syarat kesetimbangan hardy weinberg yang mengatakan bahwa populasi harus terisolasi dari populasi lain. Misalkan ada dua populasi bunga liar. Jika serbuk sari aa dari populasi pertama tertiup ke populasi kedua, frekuensi alel aa akan meningkat terus pada populasi kedua.

8. Faktor Mikroevolusi III: Mutasi
Mutasi dalam lokus gen tertentu jarang terjadi, dampak kumulatifnya dapat berakibat nyata. Hal ini disebabkan karena tiap individu punya ribuan gen dan banyak populasi memiliki jutaan individu. Dalam jangka panjang, mutasi sangat penting bagi evolusi karena posisinya sebagai sumber asli variasi genetik yang merupakan seleksi alam.
9. Faktor Mikroevolusi IV: Perkawinan Tak Acak
Adalah pelanggaran syarat kesetimbangan Hardy Weinberg yang mengharapkan perkawinan acak. Nyatanya, individu akan lebih sering kawin dengan tetangganya (bahkan kawin dengan dirinya sendiri / selfing yang amat umum pada tumbuhan). Hal ini akan mengurangi jumlah heterozygote dan meningkatkan jumlah homozygote dominan dan resesif. Pun ada jenis perkawinan berdasar pilihan (assortative mating), yakni individu (biasanya betina) cenderung memilih jantan dengan ciri-ciri khusus. Bisa ditebak, ini menyebabkan pergeseran dalam perbandingan alel tertentu.
10. Faktor Mikroevolusi V: Seleksi Alam
Intinya adalah keberhasilan yang berbeda dalam reproduksi. Seleksi alam menyebabkan perbandingan alel yang diturunkan ke generasi berikutnya menjadi berubah dibandingkan perbandingan alel di populasi awal. Di antara semua faktor mikroevolusi yang kita bahas, hanya seleksi alam yang mampu menyesuaikan populasi dengan lingkungannya. Seleksi alam mengakumulasi dan mempertahankan genotipe yang menguntungkan dalam populasi. Jika lingkungan berubah, seleksi alam akan “merespons” dengan mempertahankan genotipe yang cocok dengan lingkungan yang baru. Akan tetapi, derajat adaptasi hanya dapat diperluas dalam ruang lingkup keanekaragaman genetik populasi tersebut.
11. Variasi Genetik Sebagai Bahan Seleksi Alam
Anda tidak akan kesulitan mengenali teman anda di antara kerumunan orang banyak. Setiap orang memiliki genom unik yang dicerminkan dari penampilannya.
Variasi pada populasi terjadi pada semua makhluk yang bereproduksi secara seksual. Mungkin kita tidak peka terhadap variasi pada binatang dan tumbuhan, namun nyatanya mereka bervariasi dan inilah yang dijadikan bahan untuk seleksi alam.
Tidak semua keanekaragaman yang bisa diamati dalam populasi dapat diturunkan. Fenotipe adalah produk kumulatif genotipe yang diwariskan dengan berbagai pengaruh lingkungan.
Contoh:
binaragawan mengembangakn fenotipenya secara drastis melalui latihan. Hanya komponen genetik variasilah yang dapat mengakibatkan evolusi dari seleksi alam karena hanya inilah komponen yang dapat diwariskan lintas generasi.

1 komentar:

  1. Mohon maaf, saya merasa bahwa ini copas ya dari tulisan saya, mohon dicantumkan sumber yang jelas... :)

    BalasHapus