Evolusi
139
Isolasi temporal terjadi karena perbedaan waktu reproduksi. Hewan dan tumbuhan umumnya memiliki musim kawin yang singkat, bahkan ada
yang kurang dari satu hari. Contohnya pada tonggeret Cicada. Satu spesies tonggeret menjadi dewasa, melakukan reproduksi, dan menghasilkan gamet
setiap 13 tahun. Spesies lain setiap 17 tahun. Hanya satu kali dalam 221 tahun kedua spesies ini menghasilkan gamet bersamaan. Oleh karena itu,
pertemuan gamet antarspesies ini sulit terjadi.
Mekanisme isolasi postzigotik mencegah pertukaran gen antarspesies. Meskipun dua spesies dapat melakukan perkawinan dan keturunan hasil
persilangan hibrid dapat hidup, hibrid biasanya mati sebelum mampu bereproduksi inviabilitas hibrid atau steril sterilitas hibrid.
Kuda dan keledai dapat melakukan perkawinan, namun hibrid yang
dihasilkan steril. Hibrid ini disebut dengan mule Gambar 7.15.
Ketika ahli genetis mengawinkan dua spesies lalat buah Drosophila pseudoobscura
dan D. persimilis, generasi pertama sehat dan menghasilkan banyak telur fertil. Akan tetapi, pada generasi kedua menghasilkan keturunan yang
lemah dan cenderung steril. Hal ini disebut dengan penurunan kualitas hibrid.
b. Model Spesiasi
Populasi suatu spesies dapat terpisahkan misalnya menjadi dua kelompok oleh penghalang barier fisik maupun geografis. Setiap kelompok akan
terisolasi dan memiliki jalur evolusi yang berbeda sebagai akibat perubahan frekuensi alel oleh seleksi alami dan mutasi pada masing-masing kelompok.
Pemisahan ini dapat menghasilkan dua spesies yang berbeda. Model spesiasi ini disebut dengan spesiasi allopatrik. Hal ini terjadi pada tupai Scuriurus
alberti
dan Scuriurus kaibabensis di Grand Canyon yang dibatasi oleh sungai
Colorado. Perhatikan Gambar 7.16.
2. Penghalang geografis memisahkan menjadi
dua populasi 3. Dua populasi
menjadi berbeda secara geografis
1. Populasi spesies utuh
4. Isolasi reproduksi terus terjadi
meskipun ketika penghalang
geografis lengyap
Sumber: Essential of Biology, 1990
Sumber: Essential of Biology, 1990
Seekor mule hasil perkawinan
kuda dan keledai Apakah mule dapat menghasilkan
ketur unan?
Gambar 7.15
Mekanisme spesiasi alopatrik pada tupai albert.
cur iur us alber ti kiri gambar dan
cur iur us kaibabensi kanan gambar terpisah oleh sungai
Colorado. Dapatkah Anda menjelaskan
model spesiasi yang ter jadi?
Gambar 7.16
• Spesiasi allopatik
Kata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
140
Pada model spesiasi kedua, pembelahan spesies tidak terjadi karena adanya penghalang fisik maupun geografis. Model spesiasi ini disebut
spesiasi simpatrik. Pada spesiasi simpatik, spesies baru terbentuk meskipun berada dalam populasi spesies induk. Isolasi reproduksi terjadi tanpa isolasi
geografis. Hal ini dapat terjadi jika berlangsung mutasi pada suatu generasi yang menghasilkan penghalang reproduktif antarmutan dan populasi induk.
Pada spesiasi simpatrik, terjadi penggandaan jumlah kromosom dalam suatu spesies. Umumnya, spesiasi ini terjadi pada tumbuhan melalui peristiwa
poliploidi. Tumbuhan yang poliploid ini hanya dapat dikawinkan dengan poliploid lagi. Jika tumbuhan poliploid ini dikawinkan dengan tumbuhan
yang diploid, keturunannya akan steril mandul. Hal tersebut menunjuk- kan, bahwa poliploid merupakan salah satu cara spesiasi simpatrik.
4. Hukum Hardy-Weinberg
Definisi evolusi dipelajari secara terpisah pada saat bersamaan yaitu
pada awal abad 20 oleh Godfrey Hardy, seorang ahli matematika Inggris, dan Wilhelm Weinberg, seorang ahli fisika Jerman. Melalui permodelan
matematika yang berdasarkan pada probabilitas, mereka menyimpulkan bahwa frekuensi kolam gen gene pool bisa stabil, tetapi evolusi dapat saja
muncul pada semua populasi kapan saja.
Ahli-ahli genetika lain yang mengikuti mereka mendapatkan penger- tian bahwa evolusi tidak akan terjadi dalam populasi yang memiliki syarat-
syarat sebagai berikut. a.
Tidak ada mutasi. b.
Tidak ada seleksi alam. c.
Ukuran populasi sangat besar. d. Semua anggota populasi dapat berkembang biak.
e. Semua anggota populasi dapat kawin secara acak.
f. Semua anggota populasi menghasilkan keturunan dalam jumlah yang sama.
g. Tidak ada migrasi keluar atau masuk dari dan ke populasi.
Dengan kata lain, jika tidak ada mekanisme ini pada populasi, evolusi tidak akan terjadi dan frekuensi kolam gen akan tetap. Bagaimanapun,
ketujuh syarat-syarat tersebut sangat sulit untuk dipenuhi sehingga dalam dunia nyata evolusi tetap terjadi.
Hardy dan Weinberg menemukan suatu rumus sederhana yang dapat digunakan untuk menemukan probabilitas frekuensi genotipe pada suatu
populasi dan untuk mengetahui perubahan yang terjadi dari satu generasi ke generasi lainnya. Rumus tersebut dikenal sebagai persamaan kesetim-
bangan Hardy-Weinberg. Persamaan ini adalah p² + 2pq + q² = 1, p adalah frekuensi alel dominan dan q adalah frekuensi alel resesif untuk suatu sifat
yang diatur oleh sepasang alel misalkan A dan a.
Dengan kata lain, p adalah semua alel dalam individu-individu yang dominan homozigot AA dan setengahnya adalah individu-individu yang
heterozigot Aa dalam populasi. Persamaan untuk p adalah: p
= AA + ½Aa q
merupakan semua alel dalam individu-individu yang resesif homozigot aa dan setengahnya adalah alel dalam individu-individu heterozigot Aa.
q = aa + ½Aa
Karena hanya ada dua alel dalam kasus ini, frekuensi keseluruhan harus berjumlah 100, maka:
p + q = 1
• Spesiasi simpatrik
Kata Kunci
Evolusi
141
dan secara logika p
= 1 – q q
= 1 – p Dari persamaan yang didapatkan, dapat diketahui bahwa semua
kemungkinan kombinasi alel yang muncul secara acak adalah p + q² = 1
atau secara lebih sederhana p
² + 2pq + q² = 1 Pada persamaan tersebut, p
2
adalah prediksi frekuensi gen homozigot dominan AA pada populasi, 2pq adalah prediksi frekuensi gen heterozigot
Aa, dan q
2
adalah prediksi frekuensi gen homozigot resesif aa. Dari observasi fenotipenya, biasanya dapat diketahui frekuensi gen homozigot
resesif dalam persamaan dilambangkan dengan q
2
karena mereka tidak memiliki sifat yang dominan. Huruf yang mengekspresikan sifat pada
fenotipenya adalah yang homozigot dominan p
2
atau heterozigot 2pq. Hukum Hardy-Weinberg memungkinkan kita untuk memprediksinya.
Karena p = 1 – q dan q diketahui maka akan mudah didapatkan nilai p. Dengan mengetahui p dan q, maka dapat dengan mudah dimasukkan ke
dalam persamaan p² + 2pq + q² = 1. Kemudian, frekuensi ketiga genotipe dapat diketahui.
Dengan membandingkan antara frekuensi genotipe dari generasi berikut- nya dan generasi yang sudah ada dalam suatu populasi, seseorang akan dapat
mempelajari arah dan tingkatan sifatnya serta apakah evolusi terjadi atau tidak dalam populasi tersebut. Namun, persamaan Hardy-Weinberg tidak
dapat menentukan semua kemungkinan yang menunjukkan evolusi sebagai faktor yang bertanggung jawab dalam perubahan frekuensi kolam gen.
Sangat penting untuk mengingat fakta bahwa frekuensi kolam gen stabil secara alami. Mereka tidak mengubah dirinya sendiri. Dengan menyamping-
kan fakta bahwa evolusi merupakan hal yang umum terjadi dalam populasi alami, frekuensi alel akan tetap kecuali ada mekanisme evolusi seperti mutasi,
seleksi alami, dan kawin tidak secara acak.
Sebelum Hardy-Weinberg, dipercaya bahwa alel dominan menghapus-
kan alel resesif. Teori yang salah ini dikenal sebagai genophagy artinya pemakan gen. Berdasarkan teori ini, frekuensi alel dominan selalu ber-
tambah dari waktu ke waktu. Hardy dan Weinberg berhasil membuktikan bahwa dengan persamaan mereka, alel dominan bisa saja berkurang
frekuensinya dengan mudah. Perhatikan contoh perhitungan berikut ini yang menerapkan hukum Hardy-Weinberg.
Penerapan Hukum Hardy-Weinberg tentang Buta Warna.
Suatu populasi terdiri atas laki-laki buta warna atau color blind cb sebanyak 30. Berapakah persentase wanita carrier dan wanita buta warna?
Jawab: Jumlah orang normal dan buta warna = 100
Frekuensi orang nomal adalah 100 – 30 = 70 Laki-laki buta warna X
cb
Y = 30 = 0,30 Anggap gen normal = X = p dan gen buta warna X
cb
= q Karena p + q = 1
maka p
= 1 – q p
= 1 – 0,30 = 0,70
• Hukum Hardy-Weinberg
• Kolam gen
Kata Kunci
