PENDAHULUAN

Salah satu hambatan dalam memahami evolusi adalah adanya miskonsepsi umum bahwa

tiap organisme berevolusi, dalam pengertian Darwinian, selama masa hidup organisme tersebut.

Nyatanya, seleksi alam memang bekerja pada tingkat individu. Sifat-sifat organisme

mempengaruhi peluang organisme itu untuk bertahan hidup dan keberhasilan reproduksinya.

Akan tetapi, dampak evolusioner dari seleksi ala mini hanyalah tampak dalam melacak

bagaimana suatu populasi organisme berubah seiring berjalannya waktu.

Evolusi dalam skala paling kecil, atau mikroevolusi, dapat didefinisikan sebagai suatu

perubahan dalam susunan genetik suatu populasi.

Buku The Origin of Species meyakinkan sebagian besar ahli biologi bahwa spesies

merupakan hasil evolusi, tetapi Darwin saat itu tidak begitu berhasil mendapatkan pengakuan

atas ide bahwa seleksi alam adalah mekanisme evolusi. Seleksi alam memerlukan proses

penurunan sifat yang tidak dapat dijelaskan oleh Darwin. Teorinya didasarkan pada apa yang

terlihat seperti paradox pewarisan: yang sama menurunkan yang sama –tetapi tidak persis

demikian. Yang kurang dari penjelasan Darwin adalah suatu pemahaman pewarisan yang dapat

menjelaskan bagaimana variasi acak muncul dalam suatu populasi, namun tetap bertanggung

jawab atas pewarisan ini secara tepat dari induk kepada keturunannya. Meskipun Gregor Mendel

dan Charles Darwin hidup pada masa yang sama, penemuan Mendel tidak dihargai orang pada

saat itu, dan ternyata tidak ada yang dapat dan melihat dan menyadari saat itu bahwa Mendel

telah menjelaskan prinsip dasar pewarisan yang sudah pasti saat itu dapat menyelesaikan paradox

Darwin dan memberikan kredibilitas terhadap konteks seleksi alam.

Sejak abad ke-20 genetika dan biologi populasi menyisip ke dalam kajian evolusi. Teori

Darwin tentang seleksi alami tidak lagi dipandang sebagai teori terbaik tentang mekanisme

evolusi. Gagasan sekarang tentang evolusi biasanya disebut sebagai Modern Synthesis (Sintesis

Modern) yang mencakup mekanisme selain seleksi alami. Evolusi menjadi didefinisikan sebagai

perubahan komposisi genetik (frekuensi alel di dalam kumpulan gen) suatu populasi dari

generasi ke generasi. Ketika biologiwan berkata ia telah mengamati evolusi, maksudnya ia telah

mendeteksi adanya perubahan dalam frekuensi gen di dalam suatu populasi. Sering adanya

perubahan frekuensi gen itu diinferensikan dari perubahan fenotipe yang dapat diwariskan.

Diploidi dan Polimorfisme Seimbang Mempertahankan Variasi

Seleksi alam dicegah untuk tidak menghilangkan semua variasi populasi saat

menyisihkan genotype yang tidak sesuai. Kecendrungan seleksi alam untuk mengurangi variasi

dihalangi oleh beberapa mekanisme yang mempertahankan variasi.

- Diploidi

Sifat diploid pada hampir sebagian besar organisme eukariota menyembunyikan

banyak variasi dari seleksi dalam pembentukan alel resesif pada individu heterozigot. Alel

resesif yang kurang menguntungkan dibandingkan dengan pasangannya yang dominan, atau

bahkan membahayakan pada lingkungan saat ini, dapat bertahan dalam suatu populasi

melalui perbanyakannya oleh individu heterozigot. Variasi yang tersembunyi ini terbuka

terhadap seleksi hanya ketika kedua induknya membawa alel resesif yang sama dan

menggabungkan dua salinan itu dalam satu zigot. Hal ini jarang sekali terjadi jika frekuensi

alel resesif adalah 0,01 dan frekuensi alel dominan adalah 0,99, maka 99% dari salinan alel

resesif itu dilindungi dari seleksi dalam bentuk heterozigot, dan hanya 1% alel resesif itu

yang berada dalam bentuk homozigot. Semakin jarang alel resesif itu, maka semakin besar

pula derajat perlindungannya. Perlindungan heterozigot akan mempertahankan suatu

kumpulan besar alel yang mungkin tidak sesuai dengan keadaan saat ini namun dapat

memberikan keutungan baru ketika lingkungan berubah.

- Polimorfisme Seimbang

Seleksi dapat mempertahankan variasi pada beberapa lokus gen. Kemempuan selsksi

ala mini, untuk mempertahankan keanekaragaman dalam suatu populasi, disebut sebagai

polimorfisme seimbang (balanced polymorphism). Salah satu dari mekanisme untuk

mempertahankan variasi ini adalah keuntungan heterozigot (Heterozygote advantage). Jika

individu yang heterozigot pada lokus tertentu memiliki daya tahan hidup dan keberhasilan

reproduksi yang lebih besar dibandingkan dengan jenis heterozigot apapun, maka dua atau

lebih alel akan tetap dipertahankan pada lokus itu melalui seleksi alam.

Suatu contoh keuntungan heterozigot melibatkan lokus gen manusia pada salah satu

rantai hemoglobin, yaitu protein sel darah merah yang mengangkut oksigen. Sebagaimana

telah kita lihat, alel resesif spesifik pada lokus itu menyebabkan penyakit sel bulan sabit pada

individu homozigot. Akan tetapi, heterozigot sangat resisten terhadap malaria, dan hal

tersebut merupakan suatu keuntungan penting di daerah tropis di mana penyakit itu

merupakan penyebab utama kematian. Lingkungan di daerah tersebut lebih menguntungkan

bagi individu heterozigot dibandingkan dengan individu dominan homozigot, yang sangat

rentan terhadap malaria, dan individu resesif homozigot, yang dirugikan oleh penyakit sel

bulan sabit. Frekuensi alel bulan sabit di afrika umumnya paling tinggi di daerah tempat

parasit malaria sangat umum ditemukan. Pada beberapa suku, alel resesif itu meliputi sekitar

20% lokus hemoglobin dalam kumpulan gen, suatu frekuensi yang sangat tinggi untuk suatu

alel yang bersifat merugikan pada homozigot. Akan tetapi, pada frekuensi ini, 32% dari

populasi teridi atas heterozigot yang resisten terhadap malaria, dan hanya 4% populasi

menederita penyakit sel bulan sabit.

Contoh lain keuntungan heterozigot ditemukan dalam perkawinan silang tumbuhan

palawija. Ketika jagung, misalnya, terlalu sering dikawinkan antar kerabat (inbreed), jumlah

lokus homozigot akan meningkat, dan jagung itu secara perlahan-lahan bisa mengalami

terhalangnya pertumbuhan dan semakin rentan terhadap berbagai jenis penyakit. Kawin

silang (crossbreeding) antara dua varietas inbreed yang berbeda seringkali menghasilkan

hybrid yang jauh lebih unggul dibandingkan dengan masing-masing tetuanya (parent stock).

Keunggulan hibrida (hybrid vigor) ini kemungkinan disebakan oleh dua faktor: pemisahan

atau segregasi alel resesif yang berbahaya pada homozigot pada varietas inbred tersebut, dan

keuntungan heterozigot banyak lokus tumbuhan hibrida itu.

Suatu lingkungan tidak hoomgen (patchy), di mana seleksi alam lebih menyukai

fenotipe yang terlainan pada sub daerah yang berlainan di dalam perbatasan geografis suatu

populasi, dapat juga menghasilkan polimorfisme seimbang. Sebagai contoh, pola pertahanan

protektif yang cocok dengan berbagai jenis latar belakang bisa membandu menjelaskan

bentuk ular garter. Polimorfisme bisa juga disebabkan oleh ketidakhomogenan lingkungan –

contohnya karena spesialisasi untuk makanan yang sedikit berbeda.

Penyebab lain polimorfisme seimbang adalah seleksi tergantung-frekuensi

(frequency-dependent selection), di mana keberhasilan reproduksi setiap bentuk akan

menurun jika bentuk feneotip itu menjadi terlalu umum dalam popuilasi itu. Suatu contoh

yang rumit adalah polimorfisme seimbang yang telah diamati dalam populasi Papilio

dardanus, kupu-kupu swallow-tail Afrika. Semua kupu-kupu jantan mempunyai pola

pewarnaan yang sama, tetapi kupu-kupu betide memiliki banyak bentuk, yang masing-

masing mirip dengan spesies kupu-kupu lain yang sangat beracun bagi pemangsa. Kupu-

kupu Papilio betina tidak berbahaya bagi pemangsa, tetapi burung menghindarinya karena

kupu-kupu tersebut terlihat sangat mirip dengan kupu-kupu yan gtidak enak dimakan.

Mimikri ini akan menjadi kurang efektif jika semua kupu-kupu betina Papilio merupakan

spesies beracun yang sama, karena burung akan agak lambat mengasosiasikan suatu pola

pewarnaan tertentu dengan citarasa buruk jika mereka menemukan kupu-kupu peniru yang

rasanya enak sama seringnya dengan yang beracun.

- Variasi Netral

Beberapa lokus genetic yang diamati dalam populasi barangkali tidak banyak

berpengaruh pada keberhasilan reproduksi. Keanekaragaman sidik jari manusia merupakan

salah satu contoh apa yang disebut dengan variasi netral, yang tampaknya tidak memberikan

keuntungan selektif bagi beberapa individu di atas individu yang lain. Sebagian besar variasi

protein yang dapa dideteksi melalui elektroforesis dapat mewakili “sidik jari” kimia yang

bersifat netral dalam kualitas adaptasinya. Frekuensi relatif variasi netral tidak akan

dipengaruhi oleh selsksi alam; beberapa alel netral akan meningkat dalam suatu kumpulan

gen, dan yang lain akan menurun melalui pengaruh acak hanyutan genetik.

Tidak ada persetujuan bersama di antara para ahli biologi evolusioner mengenai

berapa banyak variasi genetic yang netral, atau mengenai ada tidaknya suatu variasi yang

dapt dianggap netral sepenuhnya. Variasi yang terlihat netral, sesungguhnya mempengaruhi

daya hidup, dan keberhasilan reproduksi dalam cara-cara yang sangat sulit untuk diukur.

Merupakan suatu hal yang mungkin utnuk menunjukkan bahwa suatu alel tertentu bersifat

merugikan, namun tidak mungkin untuk membuktikan bahwa suatu alel tidak memberikan

keuntungan sama sekali bagi suatu organisme. Selain itu, suatu variasi bisa bersifat netral

dalam suatu lingkungan, namun tidak netral pada lingkungan yang lain. Kita tidak pernah

mengetahui sampai sejauh mana suatu variasi genetik dikatakan netral. Namun kita bisa

yakin bahwa meskipun hanya sebagian dari variasi yang luas dalam suatu kumpulan gen

secara nyata mempengaruhi organisme, hal itu masih tetap merupakan simpanan bahan baku

yang sangat besar untuk seleksi alam dan evolusi adaptif yang disebabkannya.

Genetic Drift (Hanyutan Genetik)

Bayangkan anda melempar uang 10x dan mendapatkan hasil 3 angka,7 gambar. Anda

masih bisa menerimanya. Jika anda melempar 100.000x dan mendapatkan 30.000x gambar, anda

akan curiga dengan mata uang tersebut. Semakin kecil ukuran sampel, semakin besar peluangnya

untuk terjadi penyimpangan dari hasil ideal yang diharapkan. Misalkan, ada populasi bunga liar

yang anggaplah konstan terdiri dari 10 tumbuhan dengan AA=5, Aa=3, aa=1. Pada generasi

pertama, hanya 5 yang bereproduksi (1AA, 3Aa, dan 1aa). Selanjutnya, akan terjadi 10

tumbuhan dengan AA=3, Aa=4, aa=3. Jika selenjutnya hanya 3 tumbuhan yang menghasilkan

keturunan (2AA dan 1Aa), 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 benar-korban 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 memiliki 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.

Gene Flow (Aliran Genetik)

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.

KESIMPULAN

- Variasi yang luas dalam suatu kumpulan gen secara nyata mempengaruhi organisme, hal itu

masih tetap merupakan simpanan bahan baku yang sangat besar untuk seleksi alam dan

evolusi adaptif yang disebabkannya.

DAFTAR PUSTAKA

Ridley, Mark. 2004. Evolution. USA: Wiley-Blackwell. Maldem.

Campbell NA, Reece JB, Mitchell LG. 2003. Biologi II Edisi kelima. Jakarta: Erlangga.

VARIASI GENETIK

- MUTASI

- GEN REKOMBINAN

- GEN FLOW

- GENETIC DRIFT

- HARDY WENBERG

-

SEL ALAM