Evolusi Populasi

EVOLUSI POPULASI Genetika Evolusi Mikroevolusi Sintesis Evolusioner Struktur Genetik suatu Populasi Teorema Hardy-Weinberg Mikroevolusi Definisi Mikroevolusi Penyebab Mikroevolusi Variasi Genetik & Bahan Dasar Seleksi Alam Variasi Genetik Mutasi dan Rekombinasi Diploidi dan polimorfisme Seleksi Alam Sebagai Mekanisme Evolusi Adaptif Gene pool Pengaruh seleksi pada berbagai sifat dan seleksi seksual Seleksi alam tidak dapat membentuk organisme sempurna

Sintesis Evolusioner Modern Menggabungkan Konsep Seleksi Darwinian dengan Konsep Pewarisan Mendelian Hanya mengenal sifat yang jelas terlihat sebagai “either-or (ini atau itu)”, seperti warna bunga ungu atau putih pada tumbuhan kacang kapri sebagai suatu yang dapat diwariskan Sifat Kuantitatif menjadi bahan dasar suatu ‘Seleksi Alam’, dimana sifat dalam suatu populasi yang mengalami variasi, seperti: panjang bulu mamalia atau kecepatan lari binatang untuk menghindari mangsa Munculnya genetika populasi menjadi titik balik dari teori evolusi, yaitu: “variasi genetik di dalam populasi sangat luas dan pentingnya mengenali sifat-sifat kuantitatif.” DARWINIAN MENDEL SINTESIS MODERN : teori evolusi komprehensif yang menekankan pada populasi sebagai unit evolusi, peranan seleksi alam sebagai mekanisme terpenting dalam evolusi, dan ide gradualisme untuk menjelaskan bagaimana perubahan besar dapat berkembang sebagai akumulasi perubahan kecil yang terjadi selama periode waktu yang panjang

Kumpulan Gen (gene pool): Struktur Genetik Suatu Populasi Ditentukan oleh Frekuensi Alel dan Genotipenya Kumpulan Gen (gene pool): Kumpulan total gen dalam suatu populasi pada suatu periode tertentu Terdiri atas Semua individu dalam populasi Yang terdapat Semua Alel pada semua lokus gen Pada Spesies diploid: Setiap lokus diwakili dua kali dalam genom suatu individu yang bisa bersifat homozigot atau heterozigot untuk lokus homolog tersebut INGAT! Individu homozigot memiliki dua alel yang sama untuk sebuah sifat tertentu, sementara individu heterozigot memiliki dua alel yang berbeda untuk sifat tertentu

CONTOHNYA !! Frekuensi alel dan frekuensi gen (genotip) populasi Misalnya: Alel A membentuk klorofil Alel a tidak membentuk klorofil (letal) Jagung homozigot dominan (AA) = 320 batang Jagung heterozigot dominan (Aa) = 160 batang Jagung homozigot resesif (aa) = 20 batang Frekuensi alel A = 800/1000 = 0,8% Frekuensi alel a = 1  0,8% = 0,2% Frekuensi genotip AA = 320/500 = 0,64 Frekuensi genotip Aa = 160/500 = 0,32 Frekuensi genotip aa = 20/500 = 0,04

Teorema Hardy-Weinberg Menjelaskan Suatu Populasi yang Tidak Berevolusi Frekuensi alel dan genotip suatu populasi selalu konstan dari generasi ke generasi dengan kondisi sebagai berikut: Ukuran populasi harus besar Ada isolasi dari populasi lain Tidak terjadi mutasi Perkawinan acak Tidak terjadi seleksi alam Misalkan p mewakili frekuensi dari suatu alel dan q mewakili frekuensi alel lainnya, maka p + q = 1 p2 + 2pq + q2 = 1 frekuensi AA frekuensi Aa frekuensi aa Hukum Hardy-Weinberg untuk frekuensi alel ganda p + q + r = 1

Menghitung persentase populasi manusia yang membawa alel untuk penyakit keturunan Misalnya: Frekuensi individu penderita PKU (q2) = 1 tiap 10.000 Frekuensi alel q (resesif) = 0,0001 = 0,01 Frekuensi alel p (dominan) = 1  q = 1  0,01 = 0,99 Frekuensi heterozigot karier 2pq = 2  0,99  0,01 2pq = 0,0198 Berarti sekitar 2% dari suatu populasi manusia membawa alel PKU

Menghitung frekuensi alel ganda Frekuensi golongan darah A = 320 orang Frekuensi golongan darah B = 150 orang Frekuensi golongan darah AB = 40 orang Frekuensi golongan darah O = 490 orang p2IAIA + 2prIAi + q2IBIB + 2qrIBi + 2pqIAIB + r2ii r2 = frekuensi golongan darah O = 490/1000 = 0,49  r = 0,7 (p + r)2 = frekuensi golongan darah A + O = (320 + 490)/1000 = 0,81 (p + r) = 0,9  p = 0,9  0,7 = 0,2 q = 1  (p + r) = 1  (0,2 + 0,7) = 0,1 Jadi frekuensi alel IA = p = 0,2; frekuensi alel IB = q = 0,1; frekuensi alel i = r =0,7 Frekuensi genotip IAIA = p2 = 0,04  Golongan darah A (IAIA) = 0,04  1000 = 40 orang Frekuensi genotip IBi = 2qr = 2(0,1  0,7) = 0,14  Golongan darah B (IBi) = 0,14  1000 = 140 orang

Menghitung frekuensi gen tertaut kromosom X Untuk laki-laki = p + q, karena genotipnya A- dan a- Untuk perempuan = p2 + 2pq + q2, karena genotipnya AA, Aa, dan aa Misalnya: Jumlah laki-laki penderita buta warna (c-) = 8% Frekuensi alel c = q = 0,08 Frekuensi alel C = p = 1  q = 1  0,08 = 0,92 Frekuensi perempuan yang diperkirakan buta warna (cc) = q2 = (0,08)2 = 0,064 Frekuensi perempuan yang diperkirakan normal (CC dan Cc) = p2 + 2pq = (0,92)2 + 2(0,92)(0,08) = 0,9936

Definisi Mikroevolusi “…..merupakan perubahan dari generasi ke generasi dalam alel atau frekuensi genotipe suatu populasi.” Untuk berlakunya kesetimbangan Hardy-Weinberg, populasi harus berukuran sangat besar, terisolasi total, tidak mempunyai mutasi netto, perkawinan terjadi secara acak, dan memiliki keberhasilan reproduksi yang sama untuk semua individu. Mikroevolusi dapat terjadi ketika satu atau lebih kondisi yang diperlukan untuk kesetimbangan Hardy-Weinberg tidak dipenuhi.

1 2 3 4 5 Penyebab Mikroevolusi Hanyutan genetik (genetic drift) Aliran gen (gene flow) Mutasi Perkawinan yang tidak acak Seleksi alam 1 2 3 4 5

Ukuran populasi yang sangat sangat besar; dalam populasi yang kecil hanyutan genetik (genetic drift) yang merupakan fluktuasi acak dalam kumpulan gen, dapat mengubah frekuensi alel 2. Terisolasi dari populasi lain. Aliran gen (gene flow) pemindahan alel antarpopulasi akibat perpindahan individu atau gamet, dapat mengubah kumpulan gen. 3. Tidak ada mutasi netto, dengan cara mengubah satu alel menjadi alel yang lain, mutasi akan mengubahkumpulan gen. 4. Perkawinan acak . Jika individu memilih pasangan kawinnya yang memiliki sifat tertentu yang dapat diwariskan, maka percampuran acak gamet yang diperlukan untuk kesetimbangan Hardy-Weinberg tidak akan terjadi 5. Tidak ada seleksi alam. Kelangsungan hidup dan keberhasilan reproduksi yang berbeda mengubah suatu kumpulan gen dengan cara menguntungkan penyebaran beberapa alel dengan menekan alel yang lain

Variasi Genetik Variasi genetik terjadi di dalam dan antarpopulasi Variasi genetik meliputi variasi individual dalam sifat-sifat yang jelas terlihat berbeda dan dapat dihitung di dalam suatu populasi Variasi genetik juga meliputi variasi geografis di antara populasi

Gambar 1. Variasi yang tidak wajar Gambar 1. Variasi yang tidak wajar. Ulat-ulat ngengat ini, Nemoria arizonaria, berutang penampilan yang berbeda dengan bahan kimia yang ada dalam makanan mereka, bukan perbedaan genotipe mereka. a) Ulat yang dibesarkan dengan memakan bunga dari pohon ek akan menyerupai bunga, sedangkan mereka yang dibesarkan di atas daun ek akan menyerupai ranting pohon ek (b).

Mutasi dan Rekombinasi Seksual Mutasi dan rekombinasi seksual menyebabkan adanya variasi genetik Sebagian besar mutasi tidak memiliki pengaruh dan sebagian bersifat membahayakan, tetapi beberapa diantaranya bersifat adaptif. Rekombinasi seksual menghasilkan sebagian besar variasi genetik yang memungkinkan terjadinya adaptasi dalam populasi organisme yang bereproduksi secara seksual.

Diploidi dan polimorfisme Diploidi dan polimorfisme seimbang mempertahankan variasi Diploidi mempertahankan simpanan kumpulan variasi yang tersembunyi dalam heterozigot Polimorfisme seimbang bisa mempertahankan variasi pada beberapa lokus gen sebagai akibat dari keuntungan heterozigot atau seleksi yang tergantung frekuensi.

Seleksi Alam sebagai Mekanisme Evolusi Adaptif Kelestarian evolusioner merupakan sumbangan relatif yang diberikan oleh suatu individu pada kumpulan gen (gene pool) generasi berikutnya Pengaruh seleksi pada berbagai sifat dapat bersifat menstabilkan, mengarahkan, atau mmenganekaragamkan Seleksi Seksual dapat mengarah pada perbedaan skunder antar jenis kelamin Seleksi alam tidak dapat membentuk organisme yang sempurna