MAKALAH EVOLUSI ORGANIK
“VARIASI
GENETIK SEBAGAI DASAR EVOLUSI, MUTASI GEN, FREKUENSI GEN DALAM POPULASI DAN
HUKUM HARDY-WEINBERG”
Dibimbing oleh :
Drs. Lud Waluyo, M.Kes
Disusun oleh :
Dimas Wahyu Meidi Vanto
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
2014
KATA PENGANTAR
Puji
syukur marilah kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang atas rahmat – Nya maka
saya dapat menyelesaikan tugas Makalah kelompok evolusi organik. Sholawat serta
Salam senantiasa tercurahkan kepada baginda kita Nabi Besar Muhamad SAW yang
telah membawa umatnya dari zaman jahiliah menuju zaman Islamiah.
Adapun maksud penyusunan makalah
dengan materi kajian “variasi genetik sebagai dasar evolusi,
mutasi gen, frekuensi gen dalam populasi dan hukum hardy-weinberg” yakni sabagai pemenuhan tugas mata
kuliah Evolusi Organik.
Penyusun menyadari bahwa makalah ini
tidak akan terselesaikan tanpa dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu
kami mengucapkan terimakasih kepada Drs. Lud Waluyo, M.Kes selaku pembimbing kami dalam
mengerjakan makalah ini.
Segala kritik dan saran sangat kami
harapkan demi kesempurnaan penyusunan makalah ini, agar menjadi terbaik bagi
penyusun maupun pembaca.
Kami berharap dengan
adanya penyusunan makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca maupun penyusun
sendiri, dan bagi semua yang berkepentingan.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
DAFTAR ISI
KATAPENGANTAR.............................................................................................i
DAFTAR ISI...........................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang........................................................................................5
1.2 Rumusan masalah...................................................................................6
1.3 Tujuan.....................................................................................................6
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Variasi Genetik.......................................................................................7
2.1.1 Mutasi
Gen....................................................................................9
2.2.2 Rekombinasi
Gen..........................................................................9
2.2.3 Gene
Flow...................................................................................12
2.2.4 Genetic
Drift................................................................................13
2.2.5 Seleksi
Alam...............................................................................13
2.2 Frekuensi
Gen
Populasi........................................................................14
2.3
Definisi Hukum
Hardy-Weinberg........................................................15
2.3.1 Kondisiyang di Perlukan
untuk Keseimbangan Genetis.............17
2.3.2 Peran
Seleksi...............................................................................20
2.4
Penerapan Teori Evolusi dalam Hukum hardy-Weinberg...................22
BAB III PENUTUP
3.1
Kesimpulan...........................................................................................23
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Evolusi merupakan salah satu kajian biologi yang
menimbulkan berbagai macam pertanyaan, selain itu evolusi biasanya juga disebut
sebagai teori tetapi adapula yang menyebutkan evolusi merupakan fakta. Berbagai
alasan oleh para ahli baik yang pro akan terjadinya evolusi maupun kontra akan
terjadinya evolusi telah dituliskan dalam bukunya masing-masing. Carles darwin
merupakan salah satu tokoh evolusi yang telah menerbitkan buku yang berjudul
“The Origin Spesies”. Di dalam teori carles darwin banyak para ahli lain yang
mendukung maupun yang menentang teori tersebut.
Dalam prose evolusi terdapat dua faktor penting yang
pertama adalah bahwa gen-gen orang tua bergabung secara acak untuk menghasilkan
keturunan. Variasi ini merupakan ketentuan mutlak agar evolusi dapat
terjadi.faktor kedua adalah bahwa tanpa ada perubahan maka perjuangan untuk
hidup menjadi hal yang mustahil (Roger, 1988).
Evolusi juga bisa dikenal dan terjadi dilevel
populasi. Populasi merupakan sekumpulan individu yang menempati habitat
tertentu. Pada individu dalam populasi yang mengalami evolusi tentu disebabkan
oleh beberpa faktor. Faktor tersebut diantaranya terjadinya mutasi gen dalam
populasi, sehingga menyebabkan frekuensi gen dalam populasi mengalami perubahan
yang awalnya hanya satu variasi menjadi banyak variasi. Hal tersebut sesuai
dengan aturan atau asas dari Hardy- Weinberg (Roger, 1988).
Teori Hardy Weinberg merupakan teori yang dianggap
benar menurut pandangan evolusi. Teori ini menjelaskan bahwa adanya variasi
didalam kehidupan dalam suatu populasi dikarenakan adanya variasi gen. Variasi
gen diantaranya adalah mutasi gen, frekuensi gen yang dapat menjadikan makhluk
hidup didunia ini berbeda-beda. Mutasi gen dapat muncul karena adanya
faktor-faktor yang mendukung, mutasi merupakan suatu perubahan frekuensi dan
kombinasi alel gen atau kromosom secara spontan (Shidrata, 1955). Mutasi juga
diartikan sebagai perubahan faktor keturunan atau sifat keturunan gen yang
bersifat fisikokimiawi.istilah dan teori berasal dari hugo de vries (1848-1934),
yang diterbitkan dalam bukunya : The mutation theory” tahun 1901. Frekuensi gen
adalah sebab dari terjadinya mutasi gen atau bisa juga disebut faktor yang
mempengaruhi mutasi gen.
1.2
RUMUSAN MASALAH
a.
Apa yang
dimaksud dengan variasi genetik?
b.
Apa yang dimaksud
dengan mutasi gen, serta akibat yang di timbulkan?
c.
Apa yang
dimaksud dengan frekuensi gen populasi
d.
Bagaimanakah
Penerapan hukum Hady-Weinberg dalam Proses evolusi?
1.3
TUJUAN
a.
Mendiskripsikan
definisi dari variansi genetik.
b.
Mendiskripsikan
mutasi gen dan akibat yang di timbulkan
c.
Mendiskripsikan
frekuensi gen dalam populasi.
d.
Mendiskripsikan
Penerapan hukum Hady-Weinberg sebagai pendukung terjadinya evolusi
BAB
II
PEMBAHASAN
2.1
VARIASI GENETIK
Dalam
setiap spesies terdapat anggota kelompok populasi dengan ciri-ciri yang berbeda
satu sama lain. Bahkan antara dua individu, meskipun mereka merupakan anggota
spesies yang sama. Keduanya dapat berbeda-beda karena variasi berbagai faktor
antara lain genetik, umur, jenis kelamin, makanan, stadium daur hidup, bentuk
tubuh, habitat dan lain-lain. Secara genetik tidak ada dua individu dalam
spesies yang persis sama. Apalagi faktor-faktor lingkungan juga ikut
berpengaruh dalam timbulnya ciri-ciri yang muncul sebagai fenotip. Perbedaan
ciri yang tampak pada anggota tiap spesies ini menyebabkan adanya
keanekaragaman dalam spesies.
Secara
umum variasi genetik dapat dibedakan menjadi lima penyebab yakni: muatasi,
rekombinasi gen, genetic drift, gen flow dan seleksi alam. Fariasi genetiklah
merupakan satu-satunya kemungkinan yang dapat menerangkan proses evaluasi. Variasi genetik timbul karena perbedaan
pasangan alel, bersifat konstan dan diwariskan kepada keturunannya
(Waluyo, 2010).
Variasi
genetik dalam populasi merupakan gambar dari adanya perbedaan respon
individu-individu terhadap lingkungan yang merupakan bahan dasar dari perubahan
adaptif. Suatu populasi terdiri dari 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 ciri-ciri anatomi, fisiologi dan kelakuan yang khusus. Hal ini
dapat kita lihat pada kucing dan anjing dan kuda. Variasi individu pada cacing,
burung jalak, bajing atau bayam sukar sekali kita dapatkan meskipun hal itu
ada. Dengan demikian, populasi terdiri dari sejumlah individu yang memiliki
sifat penting tetapi berbeda satu sama lain didalam berbagai hal.
Variasi
hanya dapat diterangkan secara adaptasi dan secara genetik. Variasi dapat kita
lihat pada olahragawan yang otot-ototnya lebih terlatih sehingga berukuran
lebih besar dari kebanyakan orang. Namun variasi adaptasi tidak dapat
diturunkan secara langsung pada keturunannya. Ada variasi tertentu yang dapat
diwariskan. Organisme tidaklah memrepresentasikan varian-varian yang pernah ada
saja. Variasi dapat dilihat misalnya pada seleksi artifisial. Jika suatu
populasi sapi secara artifisial dipilih untuk meningkatkan hasil susu, hasil
susu akan meningkat sepanjang generasi. Peningkatan ini dimungkinkan oleh
variasi yang dapat diwariskan bagi hasil susu. Eksistensi adaptasi juga
membuktikan eksistensi variasi genetika. Adaptasi dihasilakn oleh seleksi alam
dan selelsi alam tidak bisa bekerja tanpa variasi genetika.
Variasi genetik
berasal dari mutasi bahan genetika,
migrasi antar populasi (aliran
gen), dan
perubahan susunan gen melalui reproduksi seksual. Variasi juga datang dari
tukar ganti gen antara spesies yang berbeda: contohnya melalui transfer gen horizontal pada bakteria dan
hibridisasi pada tanaman.Walaupun terdapat variasi yang terjadi secara terus
menerus melalui proses-proses ini, kebanyakan genom spesies adalah identik pada
seluruh individu spesies tersebut. Namun, bahkan perubahan kecil pada genotipe
dapat mengakibatkan perubahan yang dramatis pada fenotipenya. Misalnya simpanse
dan manusia hanya berbeda pada 5% genomnya.
Perbedaan-
perbedaan diatas dapat kita lihat dengan nyata dan dapat pula sangat samar-
samar. Dengan demikian, jika terjadi suatu seleksi yang menentang
beberapa varian dan seleksi menguntungkan untuk varian lain didalam suatu
populasi, maka komposisi kesehatan dari populasi itu dapat berubah dengan
berjalannya waktu, sebab sifat dari populasi itu ditentukan oleh induvidu
didalamnya. Secara umum variasi genetik dapat dibedakan menjadi 5 penyebab
(agensia evolutif), yakni mutasi rekombinasi gen, genetic drift, gen flow dan seleksi alam.
2.2.1 MUTASI GEN
Mutasi
gen adalah mutasi yang terjadi dari proses penggantian pasangan basa atau
penyisipan basa pada molekul DNA. Dikenal dengan istilah mutasi. Karena apabila
terjadi penggantian ataupun pengurangan basa jika asam amino yang dikode oleh
kode triplet mRNA tidak menyebabkan pergantian jenis asam amino maka tidak
terjadi perubahan fenotip yang signifikan dan hanya merubah struktur genotip
saja (Susanto, 2011).
Mutasi dibedakan berdasarkan tempat
terjadinya, macam sel yang mengalami mutasi, faktor penyebabnya, faktor
keturunan, dan manfaat bagi individu atau populasi yang mengalaminya. Adapun
dijelaskan macam-macam mutasi sebagai berikut :
a. Mutasi
berdasarkan tempat terjadinya
·
Mutasi kecil adalah perubahan yang
terjadi pada susunan molekul DNA gen. Lokus gen sendiri tetap. Mutasi jenis ini
menimbulkan perubahan alel.
·
Mutasi besar adalah perubahan yang
terjadi pada struktur pada kromosom.
Aberasi adalah istilah khusus untuk mutasi kromosom.
b. Mutasi
berdasarkan macam sel yang mengalami mutasi
·
Mutasi somatis adalah mutasi yang
terjadi pada sel soma (tubuh). Bila perubahan sel somatis semakin besar,
sel-sel dapat mati dan kalau dapat bertahan hidup memiliki kelainan atau tak
berfungsi secara normal.
·
Mutasi nutfah bisa juga disebut sebagai
mutasi germinal. Mutasi germinal adalah mutasi yang terjadi pada sel germinal
(terdapat didalam gonad) hal ini terjadi pada makhluk hidup bersel banyak bila
perubahan berlangsung pada gamet, maka akibat yang diakibatkan begitu hebat dan
gametpun segera mati.
c. Mutasi
berdasarkan faktor penyebab
·
Mutasi alami (spontan) adalah mutasi
yang terjadi secara alami tanpa dibuat dan disengaja oleh manusia. Penyebab
mutasi alami antara lain sinarkosmos, bantuan radio aktif, sinar ultraviolet
matahari, suatu yang tidak jelas dalam metabolisme sehingga terjadi kekeliruan
dalam sintesis bahan genetik, dan radiasi ionisasi internal dari bahan radio
aktif yang mungkin terkandung dalam jaringan.
·
Mutasi buatan merupakan mutasi yang
sengaja dibuat oleh manusia, biasanya diarahkan pada tujuan-tujuan tertentu
misalnya bidang budidaya perakitan bibit dan lain-lain. Mutasi buatan tidak
selalu berakibat buruk. Banyak sekali jasa bahan radioaktif terhadap kesejahteraan
hidup manusia, terutama mengembangkan keturunan baru tanaman.
d. Berdasarkan
jumlah faktor keturunan
·
Mutasi bertahap (mutasi mikro) yaitu
mutasi yang terjadi atas satu atau sekelompok kecil faktor keturunan. Penyebb
fariasi yang efektif adalah mutasi bertahap.
·
Mutasi lompatan (Mutasi makro) merupakan
mutasi yang terjadi atas jumlah besar atau mungkin seluruh faktor keturunan.
Ada pendapat yang mengatakan bhwa penyebab fariasi yang efektif adalah mutasi
lompatan. Dikatakan bhwa fariasi yang terjadi karena mutasi bertahap tidak
dapat mengarah kepada terbentuknya spesies baru. Sekalipun demikian dari
pendapat tersebut yang paling banyak dianut adalah pendapat adanya mutasi
bertahap.
e. Berdasarkan
manfaat bagi individu atau populasi yang mengalaminya
·
Muatasi yang merugikan adalah mutasi
yang berakibat timbulnya ciri dan kemampuan yang kurang atau tidak adaptif pada
individu atau populasi.
·
Mutasi menguntungkan adalah mujtasi yang
berakibat timbulnya ciri dan kemampuan yang semakin adaptif pada individu atau
populasi. Diantara kedua macam mutasi itu, yang paling banyak terjadi adalh
mutasi yang merugikan. Akan tetap dalam ruang lingkup mekanisme evolusi, dampak
perubahan karena mutasi yang efektif adalah mutasi yang menguntungkan.
Ada beberapa kutipan yang dapat membantu kita dalam usaha
menyimak pengertian mutasi.
·
“although genes can reproduce them selves
exaetty for many generations they do occasinally undergo abrupt changes
called mutations. Mutations involves a change in the chemical arrangement
ag a gene so that there is a diffrence in the structure and action of a
gene “(hickman, 1970 dalam mubadi, 1985)”.
·
It is also know taht gene may undrego slight
alterations, with a resultant change in some character ……” any modificationof
achromosome and the accompaying altertions of a the plant in questions is a
mutations “( robbins, 1957dalam mubadi, 1985):”
·
lthough gene are remarkably stable and
are…………they do from a time to time undergo changes called mutations “ (ville,
et al dalam mubadi, 1985.
·
Mutations is the given to all these proceses “
with result in change the heredity material(simpsom, 1957).
·
Mutasi adalah suatu
perubahan frekuensi dan kombiasi alel, gen, atau kromoson secara seketika
(spontan)(sidharta, 1995).
Dari kutipan- kutipan tersebut diatas bahwa mutasi diartikan
sebagai perubahan faktor keturunan atau sifat keturunan (gen) dan perubahan itu
bersifat fisikokimia. Hugo de Vries meneliti mutasi pada masa itu dengan
melihat fenotipe yang menyimpang yang jarang terjadi di alam. Tetapi jika mutasi
terjadi, sifat berubah dan diwariskan terus ke generasi-generasi berikutnya. Hugo
de Vries membuat batasan tentang variasi yaitu variasi lingkungan dan variasi
genetik.
2.2.2
REKOMBINASI GEN
Rekombinasi
gen merupakan salah satu peristiwa yang menyebabakan timbulnya variasi pada
generasi keturunan pada saat terjadinya reproduksi seksual. Pada makhluk hidup
yang berbiak secara aseksual, tidak ada kombinasi materi genetik dan individu
yang berbeda sehingga akan selalu menghasilkan individu baru yang identik
dengan induknya bila tidak terjadi mutasi gen.
Penjelasan tentang rekombinasi seksual dapat dilihat uraianya
pada hukum mendel 1 dan hukum mendel 2, fertilisasi yang terjadi secara
kebetulan dan acak dan rekombinasi gen seksual yang salah satu sebabnya terjadi
karena fariasi pada generasi keturunan (Waluyo, 2011).
2.2.3
GENE FLOW
Aliran gen atau gene
flow merupakan pertukaran gen antar populasi, yang biasanya merupakan spesies
yang sama. Terdapat sejumlah faktor-faktor yang mempengaruhi aliran gen antara
populasi-populasi yang berbeda. Salah satu faktor yang paling signifikan pada
aliran gen ini adalah mobilitas. Semakin besar mobilitas suatu individu,
semakin besar potensi migrasi individu tersebut. Hewan cenderung lebih mudah
berpindah daripada tumbuhan, walaupun serbuk sari dan biji dapat diangkut oleh
hewan atau angin ke lokasi yang sangat jauh.
Gene flow (alur gen), akibat adanya imigran yang dapat
menambah alela baru kedalam unggun gen suatu “deme”, sehingga dapat merubah
frekunsi alela. Alur gen berarti kisaran imigran mulai dari yang sangat rendah
kesangat tinggi tergantung dari jumlah individu yang datang dan seberapa banyak
perbedaan genetik yang ada pada individu- individu dalam ” deme” yang dapat
bergabung. Bila tidak ada perbedaan yang banyak antara “ deme- deme”
dalam populasi yang besar, maka pergerakan individu dalam jumlah yang
sangat kecil diantara “ deme- deme” di pandang cukup kuat dapat menjaga
frekuensi alela tetap sama.
Bagaimanapun juga bila informasi genetik sangat berbeda, imigrasi
kecil dapat menghasilkan perubahan frekuensi alela yang sangat besar.
Misalnya hibridisasi, perkawinan dalam ( interbreeding) diantara
individu- individu yang termasuk dalam spesies yang dianggap berbeda
mungkin saja terjadi. Hibridisasi semacam itu mugkin membawa banyak alela baru
kedalam populasi dan memungkinkan menjadi penyebab dimulainya kecenderungan
baru dalam evolusi penerima.
2.2.4
GENETIC DRIFT
Genetic drift (hanyutan genetic) merupakan
perubahan dalam kumpulan gen suatu populasi kecil akibat kejadian acak. Hanya
factor keberuntungan saja yang mengakibatkan hanyutan acak dapat memperbaiki
daya adaptasi populasi itu ke lingkunganya.
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.
2.2.5 GENE POOL
Evolusi adalah perubahan susunan genetik pada
generasi yang berurutan. Untuk mengetahui evolusi, sangat baik jika mengetahui
tentang genetika dari populasi (population genetik). Genetika individu
selalu menyangkut konsep genotif yakni konstitusi genetika pada individu. Studi
mengenai genetika dari populasi juga tergantung pada konsep gene pool, yakni
konstitusi genetis suatu populasi.
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. Pembatasan ini tidak dijumpai pada gene pool dari suatu
populasi. Disini dapat terdapat setiap jumlah dari gen. kita melihat gen pool
dari sudut setiap macam gen dengan frekuensi atau perbandingan alel gen A dan a
pada suatu populasi yang berbiak secara seksual. Dan misalnya juga bahwa alel A
merupakan 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.
2.2.6
SELEKSI ALAM
Seleksi alam yang dimaksud dalam teori evolusi adalah makhluk hidup yang
tidak mampu beradaptasi dengan lingkungannya yang lama kelamaan akan punah. Makhluk
hidup yang tertinggal hanya makhluk hidup yang mampu beradaptasi dengan lingkungannya
dan sesama makhluk hidup akan saling bersaing untuk mempertahankan hidupnya.
Seleksi alam hanya bisa mengubah frekuensi sesuatu yang diwariskan
dari satu generasi ke generasi berikutnya. Seleksi alam pada dasarnya
menyesuaikan frekuensi gen dan memantapkan gen yang menghasilkan adaptasi
sehingga memberikan kemampuan untuk memproduksi gen lain. Agar suatu unsur
lulus oleh seleksi alam, ia harus merupakan variasi yang dapat diwariskan.
Kemudian frekuensinya dapat meningkat dari generasi ke generasi.
Seleksi alam dapat bekerja pada variasi genetik hanya kalau
dinyatakan sebagai variasi fenotipik. Suatu alel yang sama sekali resesif akan
tertutup oleh aksi seleksi alam.Tetapi sebenarnya hanya terdapat sedikit alel
yang sama biasa kita katakan resesif, mungkin mempunyai pengaruh fenotipik
meskipun sangat sedikit.
Seleksi alam dalam sebuah populasi untuk sebuah sifat yang nilainya
bervariasi, misalnya tinggi badan, dapat dikategorikan menjadi tiga jenis. Yang
pertama adalah seleksi berarah (directional selection),
yang merupakan geseran nilai rata-rata sifat dalam selang waktu tertentu,
misalnya organisme cenderung menjadi lebih tinggi. Kedua, 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 sedang tidak. Ketiga, 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.
Kombinasi gen baru yang dihasilkan dari seleksi sering menghasilkan
suatu perubahan alel yang awalnya resesif menjadi dominan. Suatu alel tidak
bertindak secara otomatis sebagai resesif atau dominan. Latar belakang genetik
menentukan aktivitas suatu alel. Bila latar genesis berubah lewat pergeseran
dari suatu gen, maka aktivitas dari gen – gen lain sampai pada batas tertentu.
Secara ringkas dapat dikatakan bahwa pada populasi biparental,
seleksi alam atau buatan menentukan arah perubahan. Sebagian besar dengan
perubahan frekuensi dari gen yang muncul karena mutasi sembarang (random
mutation) dari beberapa generasi sebelumnya. Hal ini akan mewujudkan adanya
kombinasi gen yang berudan aktivitas gen yang menghasilkan fenotip baru. Mutasi
yang umumnya bukanlah suatu kekuatan pengaruh pada evolusi, peran evolusi yang
terutama bagi mutasi baru (dan kombinasi baru dari gen) adalah pengganti
persediaan variabilitas di dalam gen pool, yang pada akhirnya melengkapi
potensi mana seleksi yang akan datang dapat bertindak.
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.
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.
2.2. FREKUENSI GEN POPULASI
Frekuensi
gen adalah perbandingan antara gen kesatu dan gen lainnya didalm suatu
populasi. Frekuensi ini dijelaskan dalam asas hardy-weinberg yang menyatakan
bahwa frekuensi alel dan frekuensi genotip dalam suatu populasi akan tetap
konstan, yakni berada dalam kesetimbangan dari satu generasi ke generasi
lainnya kecuali apabila terdapat pengaruh- pengaruh tersebut meliputi
perkawinan tak acak, mutasi seleksi, ukuran populasi terbatas, hanyutan
genetik, dan aliran gen. Adalah penting untuk dimengerti bahwa diluar
laboratorium, satu atau lebih pengaruh ini akan selalu ada. Oleh karena itu,
kesetimbangan hardy-weinberg sangatlah tidak mungkin terjadi dialam.
Kesetimbangan genetik adalah suatu keadaan ideal yang dapat dijadikan sebagai
garis dasar untuk mengukur perubahan genetik.
Frekuensi
alel yang statis dalam suatu populasi dari generasi ke generasi mengasumsikan
adanya perkawinan acak, tidak adanya mutasi, tidak adanya migrasi, ataupun
meingrasi, populasi yang besarnya tak terhingga dan ketiadaan tekanan seleksi
tehadap sifat-sifat tertentu. Peristiwa
mutasi akan mengakibatkan terjadinya perubahan ferkuensi gen, sehingga akan
mempengaruhi fenotipe dan genotipe. Faktor yang mempengaruhi frekuensi gen
adalah seleksi, mutasi, pencampuran populasi, silang dalam dan silang luar, dan
genetic dirft
2.3 DEFINISI HUKUM HARDY-WEINBERG
Populasi
mendelian 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.
Deduksi
terhadap hukum keseimbangan Hardy-Weinberg meliputi tiga langkah, yaitu :
(1)
Dari tetua kepada gamet-gamet yang
dihasilkannya
(2)
Dari penggabungan gamet-gamet kepada genotipe
zigot yang dibentuk
(3)
Dari genotipe zigot kepada frekuensi alel pada
generasi keturunan.
Sehingga dapat kita simpulkan
bahwa perubahan evolusi tidak terjadi. Hal ini dapat diketahui oleh Hardy (1908) dari Cambrige University
dan Weinberg dari jerman yang
bekerja secara terpisah. Secara singkat dikatakan di dalam rumus Hardy-Weinberg
yaitu “Di bawah suatu kondisi yang stabil, baik frekuensi gen maupun
perbandingan genotip akan tetap (konstan) dari generasi ke generasi pada
populasi yang berbiak secara seksual”.
2.3.1
Kondisi yang Diperlukan untuk Keseimbangan
Genetis
Perlu diteliti apakah yang
dimaksud dengan kondisi pada hokum Hardy – Weinberg, sehingga menyebabkan gene
pool dari suatu populasi berada di dalam keseimbangan genetis. Kondisi
tersebut digambarkan sebagai berikut:
·
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.
·
Reproduksi harus sama sekali sembarang
(random).
Secara teoritis, suatu
populasi harus begitu besar sehingga dapat dianggap bukan merupakan faktor
penyebab dari perubahan frekuensi genetis. Dalam kenyataan, tidaklah ada
populasi yang besarnya tidak terbatas, tetapi beberapa populasi alami dapat
cukup besar sehingga perubahan sedikit saja tidak cukup menjadi penyebab dari
perubahan yang berarti pada frekuensi genetis gene pool mereka.
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, tetapi perubahan ini
kadang – kadang disebut juga genetic drift atau pergeseran genetis tidak
dipengaruhi secara besar oleh adaptivitas relative dari berbagai gen. Hal ini
disebut sebagai evolusi pertengahan (intermediate evolution). Syarat
kedua bagi keseimbangan mutasi mungkin tidak dijumpai pada suatu populasi.
2.3.2
Peranan Seleksi Alam
Setelah ditemukan daya
antibiotik dari penisilin, kemudian diketahui pula bahwa suatu bakteri yang
disebut Staphylococcus aureus dapat dengan cepat tumbuh resistan
terhadap antibiotic tersebut. Akan dibutuhkan dosis yang lebih tinggi lagi
untuk membunuh bakteri tersebut, jadi nyatalah bahwa di bawah pengaruh seleksi
penisilin yang kuat, maka populasi bakteri mengalami perubahan secara evolusi.
Fenomena ini telah diselidiki secara mendalam di laboratorium secara
eksperimental. Pada eksperimen tersebut menujukkan, kultur dari berjuta – juta
bakteri mati, dan hanya beberapa yang dapat hidup terus. Kalau sisa bakteri
yang hidup ini dikenai penisilin dari dosis yang sama, maka hampir semua
bakteri dapat hidup.
Gen untuk kekebalan mungkin
telah ada pada populasi sebelum percobaan di atas dimulai, dan antibiotic
hanyalah membunuh bakteri yang tidak mempunyai gen ini, yang ditinggalkan
hanyalah bakteri yang mempunyai gen kekebalan. Dengan perkataan lain, penisilin
mungkin hanya melakukan suatu tekanan seleksi yang kuat terhadap gen yang tidak
kebal, sehingga menyebabkan adanya pergeseran besar pada frekuensi tersebut.
Dari beberapa percobaan
diketahui bahwa keterangan pertama rupanya benar. Obat ini tidak menyebabkan
adanya mutasi untuk kekebalan, hanya mengadakan seleksi terhadap bakteri yang
tidak kebal. Beberapa gen yang menentukan jalan metabolism yang menyebabkan
resistensi terhadap penisilin sudah ada di dalam kebanyakan populasi pada
frekuensi rendah yang muncul mula – mula sekali sebagai hasil mutasi sembarang.
Seandainya gen semacam itu belum ada pada populasi yang terkena penisilin,
tidak akan ada sel dari populasi yang dapat hidup dan populasi tersebut akan
tersapu bersih.
Hal tersebut di atas, tidak
berarti bahwa mutasi baru tidak dapat memperbaiki kekebalan, malahan seleksi
terus menerus oleh penisilin biasanya menuju ke arah penambahan resistensi
secara gradual. Hal ini sudah hampir dipastikan sebagai hasil dari mutasi.
Tetapi mutasi tidak dihasilkan oleh kondisi sama yang menyeleksi gen mutan yang
telah timbul.
Keuntungan mutasi pada suatu
keadaan keliling yang mengandung penisilin dapat timbul sewaktu obat itu
dimasukkan sebagai hal yang terjadi secara kebetulan. Sebab mutasi yang serupa
dapat juga timbul meskipun penisilin tidak ada. Evolusi resistensi obat pada
bakteri tidak dapat disamakan seluruhnya pada evolusi organisme biparental,
sebab seleksi yang hebat dapat mengubah frekuensi genetis lebih cepat pada
organism haploid aseksual daripada organisme biparental.
Rekombinasi yang terjadi pada
setiap generasi pada spesies biparental sering menimbulkan kembali genotip yang
hilang pada generasi sebelumnya. Hal ini tidak akan terjadi pada organisme
aseksual. Tetapi bagaimanapun juga, suatu tekanan seleksi yang sangat kecil
dapat menimbulkan suatu pergeseran besar pada frekuensi gen suatu populasi
biparental kalau jangka waktunya mencapai 50.000 tahun (meskipun waktu ini
relative sangat pendek). Hal tersebut pernah diperhitungkan Haldane bahwa jika suatu alel
dominan yang memperkuat suatu individu dibawa oleh satu bagian dari 1000
(misalnya 1000 individu dari AA yang dapat hidup dan berbiak untuk alel dominan
dapat bertambah dari alel resesif).
2.4 PENERAPAN DAN TEORI EVOLUSI
HUKUM HARDY-WEINBERG
Populasi
mendelian yang berukuran besar sangat memungkinkan terjadinya kawin acak
(panmiksia) diantara individu- individu anggotanya. Aratinya, tiap individu
memiliki peluang yang sama untuk bertemu dengan individu yang lain baik dengan
genotip yang sama maupun berbeda dengannya. Dengan adanya sistem kawin acak
ini, frekuensi alel akan senantiasa konstan dari generasi ke generasi.
Disamping kawin acak, ada persyaratan lain yang harus dipenuhi bagi berlakunya
hukum keseimbangan hardy-weinberg, yaitu tidak terjadi kigrasi, mutasi, dan
seleksi. Dengan perkataan lain, terjadinya peristiwa – peristiwa ini serta
sistem kawin yang tidak acak akan mengakibatkan perubahan frekuensi alel.
Deuksi terhadpa hukum keseimbangan hardy-weinberg meliputi 3 langkah yaitu :
a. Dari
tetua kepada gamet – gamet yang dihasilkan
b. Dari
penggabungan gamet-gamet kepada genotip yang dibentuk
c. Dari
genotip zigot pada frekuensi alel pada generasi
keturunan
BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa:
1.
Evolusi merupakan suatu perubahan, perkembangan
atau pertumbuhan secara berangsur-angsur. Perubahan-perubahan ini disebabkan
oleh kombinasi tiga proses utama: variasi, reproduksi, dan seleksi.
- Variasi
genetik dalam populasi merupakan gambar dari adanya perbedaan respon
individu-individu terhadap lingkungan yang merupakan bahan dasar dari
perubahan adaptif. Jadi, tidak ada
dua individu yang serupa, pada populasi manusia dapat kita lihat
dengan muda adanya perbedaan- perbedaan individu.
- 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
tidak bersifat acak lagi.
- Ada
beberapa macam mutasi atas dasar sudut pandang tertentu :
- Berdasarkan tempat terjadinya
- Berdasarkan macam sel yang mengalami
mutasi
- Berdasarkan faktor penyebab mutasi
- Berdasarkan jumlah faktor keturunan
- Berdasarkan manfaat bagi individu atau
populasi yang mengalami
- Rekombinasi
gen adalah salah satu peristiwa yang menyebabkan timbulnya variasi pada
generasi keturunan pada saat terjadinya reproduksi seksual.
- Aliran gen
atau gene flow merupakan pertukaran gen antar populasi, yang
biasanya merupakan spesies yang sama. Salah satu faktor yang paling
signifikan pada aliran gen ini adalah mobilitas.
7.
Genetic
drift (hanyutan genetic) merupakan perubahan dalam kumpulan gen suatu
populasi kecil akibat kejadian acak. Hanya factor keberuntungan saja yang
mengakibatkan hanyutan acak dapat memperbaiki daya adaptasi populasi itu ke
lingkunganya.
8.
Seleksi alam adalah makhluk hidup yang
tidak mampu beradaptasi dengan lingkungannya yang lama kelamaan akan punah.
Makhluk hidup yang tertinggal hanya makhluk hidup yang mampu beradaptasi dengan
lingkungannya dan sesama makhluk hidup akan saling bersaing untuk
mempertahankan hidupnya.
- 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.
- Populasi
mendelian 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.
DAFTAR
PUSTAKA
Batten L, Roger.1988.Evolution of the
Earth.United States of America
Ridley, Mark.1991.Masalah-masalah Evolusi.
Universitas Indonesia. Jakarta
Waluyo, Lud.2006. Evolusi
Organik. UMM Press. Malang
Waluyo, Lud.2010. Miskonsepsi dan Kontroversi
Evolusi Serta Implikasinya pada Pembelajaran.UMM Press. Malang