Rekombinasi Hukum Hardy-Weinberg Perubahan Variasi Genetik

Evolusi 213 2. Setiap individu mampu menghasilkan ribuan gamet dalam satu generasi 3. Banyaknya jumlah individu dalam setiap generasi. Mutasi ada yang bersifat menguntungkan dan merugikan. Mu- tasi yang menguntungkan akan menghasilkan keturunan yang adaptif, sedangkan mutasi yang merugikan merupakan mutasi letal dan akan menghasilkan keturunan yang kurang adaptif. Mutasi letal biasanya terjadi pada individu homozigot resesif. Contoh mutasi gen terjadi pada lalat buah Drosophillla melano- gaster, yakni ditemukannya seekor lalat jantan yang bermata putih diantara anggota populasi yang kesemuanya bermata merah. Muncul- nya gen yang menyebabkan warna mata putih ini kemudian dikenal sebagai mutasi gen. Pada pengamatan selanjutnya ditemukan 5.000 ekor lalat mutan mata putih diantara 20 juta ekor lalat yang diamati. Hal ini menunjukkan bahwa munculnya gen baru tersebut diwariskan kepada keturunannya. Contoh mutasi gen tersebut menggambarkan terjadinya perubahan populasi organisme yang merupakan bagian dari proses evolusi. Selain mutasi gen, terdapat pula peristiwa mutasi kromosom yang perubahannya lebih mencolok dibandingkan mutasi gen. Pada mutasi kromosom perubahan dapat berupa perubahan jumlah kromosom ataupun struktur kromosom. Masih ingatkah kalian contoh-contoh abnormalitas fenotip yang disebabkan karena terjadinya mutasi kromosom? Salah satu contohnya adalah seseorang penderita Cri-du-Chat yang kromosomnya meng- alami delesi pada lengan pendek dari autosom no. 5. Penderita ini me- miliki suara tangisan mirip bunyi kucing, muka lebar, kedua mata le- taknya berjauhan dan mempunyai lipatan seperti pada Gambar 7.11.

b. Rekombinasi

Disamping mutasi, rekombinasi yang juga berperan dalam per- ubahan variasi genetik. Reproduksi yang terjadi secara seksual akan menghasilkan variabilitas genetik karena terjadinya rekombinasi dari kedua gamet induknya. Mutasi gen tunggal tidak selalu menimbulkan perubahan genotip yang berarti, berbeda halnya jika mutasi didukung dengan rekombi- nasi. Rekombinasi meliputi hal-hal sebagai berikut: a. Pembentukan individu heterozigot b. Percampuran secara acak pada kromosom dari dua parental c. Terjadinya pindah silang crossing over Telah dikemukakan bahwa kecepatan mutasi berlangsung relatif lambat. Nah, coba diskusikan dengan teman satu kelompok kalian kemudian presentasikan hasil diskusi kelompok kalian di depan kelas, mengenai keterkaitan antara kecepatan mutasi terhadap kecepatan berlangsungnya evolusi. Coba ingat kembali definisi evolusi. D i s k u s i K i l a s Masih ingatkah kalian mengenai pindah silang crossing over pada bab Prinsip Hereditas? Pindah si- lang merupakan penukaran segmen dari kromatid-kro- matid bukan kakak beradik dari sepasang kromosom homolog. Gambar 7.11 Penderita Cri-du-Chat Sur yo, G enetika M anusia, hlm. 273 Gambar 7.10 Lalat buah Drosophilla melanogaster Kwan Lam, Biology a Course for o Level Di unduh dari : Bukupaket.com 214 Biologi Kelas XII Jika hal-hal tersebut terjadi pada organisme mutan, akan semakin memperkuat variasi dari mutan tersebut. Dengan demikian, peruba- han frekuensi gen ataupun kromosom akan semakin besar dalam suatu populasi. Untuk mengingat bahasan tentang rekombinasi, bukalah kembali bab tentang Prinsip Hereditas.

c. Hukum Hardy-Weinberg

Hardy adalah seorang ahli matematika dari Inggris, sedangkan Weinberg adalah seorang ahli fi sika dari Jerman. Keduanya mencetuskan hukum kesetimbangan populasi berdasarkan analisis matematisnya. Hu- kum kesetimbangan tersebut dinamakan Hukum Hardy-Weinberg. Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi gen dalam suatu populasi akan selalu konstan dari generasi ke generasi berikutnya meskipun anggota populasi saling kawin secara acak. Bagaimanakah kesetimbangan tersebut dijelaskan secara matematis? Perhatikan den- gan seksama uraian berikut. Jika dalam suatu populasi terjadi perkawinan antara dua individu het- erozigot misal, Bb maka kita akan menemukan 25 dari keturunannya homozigot dominan BB, 50 heterozigot Bb seperti tetuanya dan 25 homozigot resesif bb. Perhatikan Diagram 1. Dalam individu ini frekuensi alel B adalah 50 dan frekuensi alel b juga 50 . Jumlah keturunan tersebut jika ditambahkan hasilnya adalah: Bb + Bb + bb = 0.25 + 0.25+0.25 + 0.25 = 1 Apabila dengan rumus matematis dapat dinyatakan dengan: p+q 2 = p 2 + 2pq + q 2 p 2 = individu dominan homozigot p = Frekuensi alel dominan q 2 = individu resesif homozigot q = Frekuensi alel resesif 2 pq = individu heterozigot Jika kita masukkan angkanya menjadi, 0.5+ 0.5 2 = 0.5 2 + 2 0.50.5 + 0.5 2 = 0.25 + 0.5 + 0.25 = 1 Hasilnya masih konstan bukan? Dapat dirumuskan bahwa p 2 + 2 pq + q 2 = 1 p + q = 1 Perhatikan contoh penerapan Hukum Hardy-Weinberg untuk menghitung frekuensi gen dan frekuensi genotip berikut ini. Pada suatu padang rumput terdapat populasi sapi yang berjumlah 10.000 ekor. Sebanyak 9984 ekor berwarna putih. Populasi tersebut berada dalam kesetimbangan. Tentukanlah: a. frekuensi gen warna putih dan coklat b. frekuensi genotip sapi warna putih dan coklat Jawab: Jumlah sapi adalah 10.000 ekor. Yang berwarna putih sebanyak 9984 Alel B 0,5 b 0,5 B 0,5 BB 0,5 Bb 0,25 b 0,5 Bb 0,25 bb 0,25 Diagram 1. Persilangan dua individu heterozigot Bb Di unduh dari : Bukupaket.com Evolusi 215 ekor, berarti yang berwarna coklat sebanyak 16 ekor. Jika p = frekuensi untuk alel dominan S putih q = frekuensi untuk alel resesif s coklat maka: a. frekuensi gennya: p 2 + 2 pq + q 2 = 1 S + s 2 = SS + 2 Ss + ss = 1 q 2 = 16 10.000 = 0,0016 q = √0,0016 = 0,04 p = 1 – q = 1 – 0,04 = 0,96 Jadi frekuensi alel S putih = 0,96 frekuensi alel s coklat = 0,04 b. frekuensi genotip sapi warna putih dan warna coklat: = 0,96 x 0,96p 2 + 20,96 x 0,04pq + 0,04 x 0,04q 2 = 0,9216 p 2 + 0,0768 pq + 0,0016 q 2 Jadi p 2 : 2pq : q 2 = 0,9216 : 0,0768 : 0,0016 = 576 : 48 : 1 Dengan demikian jelaslah bahwa kesetimbangan memang dapat terjadi meskipun individu-individu dalam populasi saling kawin secara acak. Akan tetapi, ada beberapa kondisi yang menjadi syarat agar prinsip kesetimbangan tersebut dapat tercipta. Syarat-syarat tersebut adalah: 1 Frekuensi gen jantan dan betina adalah sama 2 Tidak terjadi mutasi yang tak seimbang antar alel 3 Tidak terjadi aliran gen genetic fl ow baik ke luar ataupun ke dalam populasi yang akan mengubah frekuensi alel 4 Tidak terjadi seleksi alam yang menyebabkan suatu alel mengalahkan alel yang lain ataupun satu fenotip mengalahkan fenotip yang lain 5 Populasi cukup besar dan terjadi perkawinan secara acak Jika Hukum Hardy-Weinberg berlaku, maka evolusi tidak terjadi. Hal ini disebabkan karena evolusi terkait dengan perubahan frekuensi gen dan seleksi alam. Sedangkan Hukum Hardy-Weinberg menunjuk- kan suatu kesetimbangan dalam populasi yang akan selalu konstan.

2. Seleksi Alam