BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Populasi adalah suatu kelompok individu sejenis yang hidup pada suatu

daerah tertentu. Genetik populasi adalah cabang dari ilmu genetika yang

mempelajari gen-gen dalam populasi dan menguraikannya secara

matematik

akibat dari keturunan pada tingkat populasi. Suatu populasi dikatakan

seimbang apabila frekuensi gen dan frekuensi genetik berada dalam

keadaan

tetap dari setiap generasi (Suryo 1994: 344)

Pola pewarisan suatu sifat tidak selalu dapat dipelajari melalui percobaan

persilangan buatan. Pada tanaman keras atau hewan-hewan dengan daur

hidup panjang seperti gajah, misalnya, suatu persilangan baru akan

memberikan hasil yang dapat dianalisis setelah kurun waktu yang sangat

lama. Demikian pula, untuk mempelajari pola pewarisan sifat tertentu pada

manusia jelas tidak mungkin dilakukan percobaan persilangan.

B. RUMUSAN MASALAH

Variasi Gen dalam Populasi ?

Mutasi

Migrasi

Genetic drift

Penjabara menurut para ahli ?

C. TUJUAN MAKALAH

Memahami dan mencoba menjabarkan Variasi Gen dalam Populasi

Mendalami dan menelusuri tingkat lanjut lebih luas

Menyelesaikan tugas bimbingan mata kuliah dari dosen

pembimbing

1

BAB II

PEMBAHASAN

A. VARIASI GEN DALAM POPULASI

Variasi gen dalam populasi merupakan gambaran dari adanya perbedaan

respon individu-individu terhadap lingkungan. Suatu populasi terdiri dari

suatu sejumlah individu. Dengan suatu kekecualian, maka tidak ada dua

individu yang serupa, pada populasi manusia dapat kita lihat dengan mudah

adanya perbedaan-perbedaan individu, misalnya dipunyainya ciri-ciri anatomi,

fisiologi dan tingkah lakunya. Variasi individu terjadi pada binatang bersel

satu sampai dengan manusia.

Fenotipe suatu individu organisme dihasilkan dari genotipe dan pengaruh

lingkungan organisme tersebut. Variasi fenotipe yang substansial pada sebuah

populasi diakibatkan oleh perbedaan genotipenya. Evolusi modern

mendefinisikan evolusi sebagai perubahan dari waktu ke waktu pada variasi

genetika ini. Variasi dapat berasal dari mutasi bahan genetika, migrasi antar

populasi (aliran gen), perubahan susunan gen melalui reproduksi seksual, dan

tukar ganti gen antara spesies yang berbeda: contohnya melalui transfer gen

horizontal pada bakteria.

Walaupun terdapat variasi yang terjadi secara terus menerus melalui

proses-proses ini, kebanyakan genom spesies adalah identik pada seluruh

individu spesies tersebut. Bahkan perubahan kecil pada genotipe dapat

mengakibatkan perubahan yang dramatis pada fenotipenya. Secara umum

variasi gen dalam populasi dapat dibedakan menjadi 5 penyebab (agensia

evolutif), yakni mutasi, rekombinasi gen, genetic drift, gen flow dan seleksi

alam.

1. Mutasi

Mutasi diartikan sebagai perubahan sifat keturunan (gen). Mutasi

terjadi secara acak, yang beradaptasi hanya sebagian kecil. Bila suatu

mutasi mempunyai nilai ketahanan dan bentuk baru yang diturunkan telah

nampak, maka ketahanan, kedewasaan dan reproduksi dari bentuk baru itu

2

tidak bersifat acak lagi. Mereka cenderung untuk bertambah dalam

populasi dibandingkan dengan anggota populasi lain yang mempunyai

nilai selektif rendah.

Penyebab mutasi

Faktor- faktor yang menjadi penyebab terjadinya mutasi dikenal sebagai

mutagen.

Faktor fisika (radiasi)

Agen mutagenik dari faktor fisika berupa radiasi. Radiasi yang

bersifat mutagenik antara lain berasal dari sinar kosmis, sinar

ultraviolet, sinar gamma, sinar –X, partikel beta, pancaran netron

ion- ion berat, dan sina- sinar lain yang mempunyai daya ionisasi.

Faktor kimia

Banyak zat kimia bersifat mutagenik. Zat- zat tersebut antara lain

adalah pestisida dan bahan-bahan industri (Formadehid, Glycidol,

DEB, dll), makanan dan minuman (caffein, siklamat,

sikloheksilamin, natriun nitrit, asam nitrit, dll), Obat

(Siklofosfamid, Metil di-kloro etil amin, Antibiotik, dll).

Faktor biologi

Virus merupakan penyebab kerusakan kromosom. Misalnya virus

hepatitis menimbulkan aberasi pada darah dan sumsum tulang.

Virus campak, demam kuning, dan cacar juga dapat menimbulkan

aberasi.

2. Migrasi

Migrasi ke dalam atau ke luar populasi dapat mengubah frekuensi alel,

serta menambah variasi genetika ke dalam suatu populasi. Imigrasi dapat

menambah bahan genetika baru ke lungkang gen yang telah ada pada suatu

populasi. Sebaliknya, emigrasi dapat menghilangkan bahan genetika. Karena

pemisahan reproduksi antara dua populasi yang berdivergen diperlukan agar

terjadi spesiasi, aliran gen dapat memperlambat proses ini dengan

menyebarkan genetika yang berbeda antar populasi.

3

3. Genetic drift

Genetic drift adalah lepasnya frekuensi alela secara kebetulan. Peristiwa

ini sangat berarti pada populasi yang sangat kecil. Kenyataannya 1 dari 2

alela mempunyai peluang untuk lepas adalah kira-kira 0, 8%. Hilangnya gen

selalu mempengaruhi frekuensi alela pada beberapa tingkat tetapi pengaruh

tersebut menurun pada populasi yang berukuran besar. Karena itu dalam

populasi kecil, kurang dari 100 individu hilangnya gen masih cukup kuat

pengaruhnya terhadap frekuensi alela, meskipun ada agenesia evolutif lain

yang berperanan pada saat itu juga terhadap perubahan frekuensi alela dalam

arah yang berbeda.

4. Seleksi alam

Seleksi alam yang dimaksud dalam teori evolusi adalah teori bahwa

makhluk hidup yang tidak mampu beradaptasi dengan lingkungannya lama

kelamaan akan punah. Yang tertinggal hanyalah mereka yang mampu

beradaptasi dengan lingkungannya. Antara sesama makhluk hidup akan

saling bersaing untuk mempertahankan hidupnya. Contoh seleksi alam

misalnya yang terjadi pada ngengat biston betularia. Ngengat biston betularia

putih sebelum terjadinya revolusi industri jumlahnya lebih banyak daripada

ngengat biston betularia hitam. Namun setelah terjadinya revolusi industri,

jumlah ngengat biston betularia putih lebih sedikit daripada ngengat biston

betularia hitam. Ini terjadi karena ketidakmampuan ngengat biston betularia

putih untuk beradaptasi dengan lingkungan yang baru. Pada saat sebelum

terjadinya revolusi di Inggris, udara di Inggris masih bebas dari asap industri,

sehingga populasi ngengat biston betularia hitam menurun karena tidak dapat

beradaptsi dengan lingkungannya. namun setelah revolusi industri, udara di

Inggris menjadi gelap oleh asap dan debu industri, sehingga populasi

ngengat biston betularia putih menurun karena tidak dapat beradaptasi

dengan lingkungan, akibatnya mudah ditangkap oleh pemangsanya.

4

B. MENURUT TINJAUAN PARA AHLI

HUKUM HARDY – WEINBERG

Populasi yang berukuran besar sangat memungkinkan terjadinya kawin

acak (panmiksia) di antara individu-individu anggotanya. Artinya, tiap

individu memiliki peluang yang sama untuk bertemu dengan individu lain,

baik dengan genotipe yang sama maupun berbeda dengannya. Dengan adanya

sistem kawin acak ini, frekuensi alel akan senantiasa konstan dari generasi ke

generasi. Prinsip ini dirumuskan oleh G.H. Hardy, ahli matematika dari

Inggris, dan W.Weinberg, dokter dari Jerman, sehingga selanjutnya dikenal

sebagai hukum keseimbangan Hardy-Weinberg. Di samping kawin acak, ada

persyaratan lain yang harus dipenuhi bagi berlakunya hukum keseimbangan

Hardy-Weinberg, yaitu tidak terjadi migrasi, mutasi, dan seleksi. Dengan

perkatan lain, terjadinya peristiwa-peristiwa ini serta sistem kawin yang tidak

acak akan mengakibatkan perubahan frekuensi alel. Kalau dalam suatu

populasi terdapat gen yang terdiri dari 2 alel; A dan a, maka setiap individu

tentunya akan memiliki salah satu atau kedua alel tersebut. Pasangan alel

dapat berupa AA (homozigot dominan), Aa (heterozigot), dan aa (homozigot

resesif). Dalam syarat-syarat tertentu, frekwensi alel A dan a di populasi

tersebut tentulah akan tetap. Dengan demikian persentase individu AA, Aa,

atau aa akan tetap dari generasi ke generasi. Pada populasi itu telah terjadi

perimbangan alel. Hukum Hardy-Weinberg merumuskan perimbangan alel

pada populasi yang panmixis. Persentase masing-masing alel adalah tetap dan

jumlahnya selalu 100%. Sedangkan kalau persentase itu diubah menjadi

frekwensi, maka jumlah frekwensi semua alel dari satu gen adalah 1.

Syarat-syarat Berlakunya Hukum Hardy–Weinberg

Kondisi-kondisi pada hukum Hardy–Weinberg, sehingga

menyebabkan gene pool dari suatu populasi berada di dalam

keseimbangan genetis. Syarat-syaratnya adalah sebagai berikut.

5

Populasi harus cukup besar, sehingga suatu faktor kebetulan saja tidak

mungkin mengubah frekuensi genetis secara berarti.

Mutasi tidak boleh terjadi, atau harus terjadi keseimbangan

secara mutasi.

Harus tidak terjadi emigrasi dan imigrasi.

Tidak terjadi seleksi alam.

Reproduksi harus sama sekali sembarang (random).

Suatu populasi produktif yang terdiri lebih dari 10.000 anggota yang

dapat berbiak, mempunyai kemungkinan besar tidak dipengaruhi secara berarti

oleh perubahan sembarang, yang dapat menuju kepada lenyapnya suatu alel

dari gene pool, meskipun alel itu merupakan alel superior. Di dalam populasi

yang demikian, ternyata hanya terdapat sangat kecil alel yang mempunyai

frekuensi antara, rupanya semua alel itu mempunyai kecenderungan untuk

hilang dengan segera atau tertahan sebagai satu – satunya alel yang ada.

Dengan perkataan lain, populasi kecil mempunyai kecenderungan besar untuk

menjadi homozigot, sedangkan populasi besar cenderung untuk lebih

bermacam – macam. Jadi suatu kesempatan dapat menyebabkan perubahan

evolusi di dalam populasi kecil, yang disebut genetic drift. Mutasi selalu

terjadi, tidak ada suatu cara apapun untuk mencegahnya. Hampir semua gen

mungkin mengalami mutasi sekali pada 50.000 sampai 10.000 pembelahan,

kecepatan mutasi pada berbagai macam gen berbeda. Sangat jarang mutasi alel

dengan sifat sama dapat sampai mencapai keseimbangan. Jadi jumlah mutasi

maju jarang sekali sama dengan mutasi balik di dalam suatu kesatuan waktu.

Kecepatan dari kedua mutasi ini jarang sekali akan terjadi dalam keadaan yang

sama – sama betul sama, salah satu mutasi yang akan terjadi lebih sering.

Tekanan mutasi ini akan cenderung untuk menyebabkan pergeseran perlahan –

lahan pada frekuensi genetis di dalam populasi. Alel yang lebih stabil akan

cenderung untuk bertambah frekuensinya, sedangkan alel yang mudah

bermutasi akan cenderung untuk berkurang frekuensinya, kecuali kalau ada

faktor lain yang mengubah tekanan mutasi ini. Meskipun tekanan mutasi

6

selalu ada, tetapi mungkin sekali bahwa ini merupakan faktor utama yang

dapat menghasilkan perubahan pada frekuensi genetis di dalam suatu populasi.

Mutasi berjalan begitu lambat sehingga kalau bereaksi secara tunggal akan

membutuhkan waktu yang lama sekali untuk menimbulkan suatu perubahan

yang nyata (kecuali dalam hal poliploid). Mutasi terjadi secara sembarang

(random) dan seringkali cenderung untuk mengarah pada jurusan yang

berbeda dari faktor – faktor lain yang menyebabkan organism sesungguhnya

harus berevolusi.

Kalau gene pool harus dalam keadaan seimbang, sudah barang tentu

imigrasi dari populasi lain tidak boleh terjadi kalau hal ini akan menyebabkan

terjadinya pemasukan gen baru. Hilangnya gene pool secara emigrasi harus

tidak boleh terjadi. sebagian besar populasi alami mungkin paling sedikit

mengalami migrasi genetis di dalam jumlah yang sangat kecil, dan faktor ini

menambah terjadinya variasi yang cenderung untuk mengacaukan

keseimbangan Hardy-Weinberg. Sangat disangsikan akan adanya suatu

populasi yang bebas dari migrasi genetis dan pada beberapa kejadian dimana

migrasi genetis terjadi, hal ini terjadi begitu kecil sehingga dapat diabaikan

sebagai faktor yang menyebabkan pergeseran frekuensi genetis. Itulah

sebabnya dapat kita simpulkan bahwa syarat ketiga untuk keseimbangan

genetis kadang – kadang terjadi di alam. Kondisi untuk keseimbangan genetis

di dalam populasi adalah perkembangbiakan atau reproduksi yang random.

Reproduksi atau perkembangbiakan tidak hanya bertanggung jawab atas

kelangsungan reproduksi dari suatu populasi. Seleksi pasangan, efisiensi dan

frekuensi proses perkawinan, fertilitas, jumlah zigot yang terjadi pada setiap

perkawinan, prosentase zigot yang menuju kea rah pertumbuhan embrio dan

kelahiran berhasil, kemampuan hidup keturunan sampai mencapai umur

berbiak. Hal tersebut mempunyai pengaruh langsung pada keturunannya

dalam arti keselamatan atau efisiensi dari reproduksi. Bila reproduksi

merupakan sesuatu yang sama sekali random, maka semua faktor yang

mempengaruhi harus random, yakni tidak terganggu dari genotip.

7

Keadaan tersebut di atas mungkin tidak dijumpai pada suatu populasi. Faktor–

faktor tersebut mungkin selalu berhubungan dengan genotip, yakni genotip

dari organisme yang mempengaruhi pasangannya dan semua hal yang

disebutkan di atas. Secara singkat dapat dikatakan bahwa tidak ada aspek

reproduksi yang sama sekali tidak mempunyai hubungan dengan genotip.

Reproduksi tidak sembarang (nonrandom) adalah hokum umum. Reproduksi

di dalam arti luas adalah seleksi alam. Jadi seleksi selalu bekerja pada semua

populasi

Sehingga kalau kita simpulkan, empat kondisi yang diperlukan untuk

keseimbangan genetis yang diusulkan oleh hokum Hardy-Weinberg adalah:

Ditemukan pada populasi besar.

Tidak pernah dijumpai mutasi.

Tanpa migrasi.

Reproduksi random tidak pernah dijumpai. Suatu keseimbangan yang

lengkap di dalam gene pool tidak pernah dijumpai, perubahan secara

evolusi adalah sifat–sifat fundamental dari kehidupan suatu populas

BAB III

PENUTUP

8

KESIMPULAN

Contoh Penyebaran kupu hitam berkorelasi dengan derajat pencemaran.

Ada mutasi putih ke hitam. Gene pool adalah jumlah dari seluruh gen

(termasuk plasma gen) yang dimiliki oleh semua individu. Genotip dari

individu diploid hanya dapat mempunyai suatu maksimal jumlah dari dua alel

dari suatu gen. Dalam gen pool, dimana setiap macam gen dengan frekuensi

atau perbandingan alel gen A dan a pada suatu populasi yang berbiak secara

seksual, terdapat alel A sebanyak 90 % dari jumlah kedua alel, sedangkan alel

a merupakan 10 % dari jumlah itu. Akan kita katakan kemudian bahwa

frekuensi A dan a pada gen pool populasi ini adalah 0,9 dan 0,1. Bila

frekuensi ini berubah dengan berubahnya waktu, maka perubahan ini

merupakan perubahan evolusi. Kalau kita katakan bahwa evolusi adalah

perubahan di dalam komposisi genetis dari populasi, yang kita artikan adalah

suatu perubahan dari frekuensi genetis di dalam suatu gen pool. Itulah

sebabnya faktor penyebab evolusi dapat kita tentukan dengan menentukan

faktor apa yang dapat menghasilkan suatu pergeseran dari frekuensi genetis.

SARAN

Untuk mempelajari pola pewarisan sifat pada tingkat populasi terlebih

dahulu perlu difahami pengertian populasi dalam arti genetika atau lazim

disebut juga populasi Mendelian. Populasi mendelian ialah sekelompok

individu suatu spesies yang bereproduksi secara seksual, hidup di tempat

tertentu pada saat yang sama, dan di antara mereka terjadi perkawinan

(interbreeding) sehingga masing-masing akan memberikan kontribusi genetik

ke dalam lungkang gen (gene pool), yaitu sekumpulan informasi genetik yang

dibawa oleh semua individu di dalam populasi.

Deskripsi susunan genetik suatu populasi mendelian dapat diperoleh apabila

kita mengetahui macam genotipe yang ada dan juga banyaknya masing-

masing genotipe tersebut. Sebagai contoh, di dalam populasi tertentu terdapat

tiga macam genotipe, yaitu AA, Aa, dan aa. Maka, proporsi atau persentase

genotipe AA, Aa, dan aa akan menggambarkan susunan genetik populasi

9

tempat mereka berada. Adapun nilai proporsi atau persentase genotipe

tersebut dikenal dengan istilah frekuensi genotipe. Jadi, frekuensi genotipe

dapat dikatakan sebagai proporsi atau persentase genotipe tertentu di dalam

suatu populasi.

Dengan perkataan lain, dapat juga didefinisikan bahwa frekuensi genotipe

adalah proporsi atau persentase individu di dalam suatu populasi yang

tergolong ke dalam genotipe tertentu. Pada contoh di atas jika banyaknya

genotipe AA, Aa, dan aa masing-masing 30, 50, dan 20 individu, maka

frekuensi genotipe AA = 0,30 (30%), Aa = 0,50 (50%), dan aa = 0,20 (20%).

Di samping dengan melihat macam dan jumlah genotipenya, susunan

genetik suatu populasi dapat juga dideskripsi atas dasar keberadaan gennya.

Hal ini karena populasi dalam arti genetika, seperti telah dikatakan di atas,

bukan sekedar kumpulan individu, melainkan kumpulan individu yang dapat

melangsungkan perkawinan sehingga terjadi transmisi gen dari generasi ke

generasi. Dalam proses transmisi ini, genotipe tetua (parental) akan dibongkar

dan dirakit kembali menjadi genotipe keturunannya melalui segregasi dan

rekombinasi gen-gen yang dibawa oleh tiap gamet yang terbentuk, sementara

gen-gen itu sendiri akan mengalami kesinambungan (kontinyuitas).

Dengan demikian, deskripsi susunan genetik populasi dilihat dari gen-gen

yang terdapat di dalamnya sebenarnya justru lebih bermakna bila

dibandingkan dengan tinjauan dari genotipenya. Pola pewarisan sifat pada

organisme-organisme semacam itu harus dianalisis menggunakan data hasil

pengamatan langsung pada populasi yang ada. Seluk-beluk pewarisan sifat

pada tingkat populasi dipelajari pada cabang genetika yang disebut genetika

populasi. Ruang lingkup genetika populasi secara garis besar oleh beberapa

penulis dikatakan terdiri atas dua bagian, yaitu deduksi prinsip-prinsip

Mendel pada tingkat populasi, dan mekanisme pewarisan sifat kuantitatif.

DAFTAR PUSTAKA

10

Suryo. 1996. Genetika. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat

Jenderal Pendidikan Tinggi.

Yatim, Wildan. 1980. Genetika. Bandung: Penerbit Tarsito. Hal. 210-216.

Widodo, Lestari, Umie, & Amin Mohamad. 2003. Evolusi. Direktorat Jenderal

Pendidikan Tinggi. Departemen Pendidikan Nasional. Hal. 41-46.

KATA PENGANTAR

11

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.

Alhamdulillahirabbilalamin, banyak nikmat yang Allah berikan, tetapi sedikit

sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk Allah Tuhan seru sekalian

alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira

besarnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah,

Dalam penyusunannya, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai

pihak, karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepasa

teman teman dan pihak lain yang telah memberikan dukungan, kasih, dan

kepercayaan yang begitu besar. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal,

semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada

langkah yang lebih baik lagi.

Meskipun penulis berharap isi dari makalah ini bebas dari kekurangan dan

kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, penulis mengharapkan

kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini dapat lebih baik lagi.

Akhir kata penulis berharap agar makalah ini bermanfaat bagi semua pembaca.

DAFTAR ISI

12

HALAMAN SAMPUL i

KATA PENGANTAR ii

DAFTAR ISI iii

BAB I PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG 1

B. RUMUSAN MASALAH 1

C. TUJUAN MAKALAH 1

BAB II PEMBAHASAN

A. VARIASI GEN DALAM POPULASI 2

B. MENURUT TINJAUAN PARA AHLI 5

BAB III PENUTUP

KESIMPULAN 9

SARAN 9

DAFTAR PUSTAKA

13

14