Mekanisme Evolusi

4. Mekanisme Evolusi

Secara umum, berbagai spesies diberi sifat-sifat dasar yang sama, sebagai alat untuk memenuhi kebutuhan dasar kehidupan, di antaranya kemampuan untuk berkembang biak. Berbagai cara berkembang biak merupakan kemampuan yang ditunjukkan oleh berbagai organisme. Namun, yang memberi peluang besar untuk terbentuknya kombinasi sifat yang baru (rekombinan) adalah cara berbiak secara kawin. Dalam perjalanan, eksistensi suatu jenis organisme yang sudah jelas harus berjuang melawan seleksi alam, terbentuknya rekombinan juga disertai dengan peluang terjadinya mutasi. Hal ini sangat kondusif bagi berlangsungnya spesiasi dalam suatu populasi. Dapat dikatakan bahwa spesies baru pada tiap generasi merupakan wadah terkumpulnya sejumlah gen yang bervariasi akibat perkawinan induknya dan akibat mutasi. Oleh karena itu, di dalam populasinya, spesies dikatakan sebagai gen pool. Bagaimana kita dapat memastikan bahwa sekumpulan individu di suatu tempat adalah sebuah populasi satu jenis organisme? Secara sederhana kadang-kadang kita menyimpulkan sebuah populasi dengan melihat sekumpulan organisme yang sama ciri-ciri morfologinya. Kemudian menyimpulkan bahwa dua individu berbeda jenis (spesies) karena morfologinya berbeda. Hal ini ternyata tidak seluruhnya benar. Untuk memastikan sekumpulan individu di suatu tempat merupakan satu spesies, mereka dapat saling kawin dan menghasilkan keturunan yang fertil (subur). Meskipun secara morfologis individu-individu itu berbeda, mereka adalah satu jenis apabila dapat membentuk keturunan fertil. Spesies seperti ini

Evolusi Makhluk Hidup

a. Hukum Hardy Weinberg Sir Goldrey Hardy (ahli statistika dari Inggris) dan Wilhelm Weinberg

(ahli fisika dari Jerman) menemukan hubungan yang bersifat matematis antara fenotipe dan frekuensi pasangan gen (alel) dalam suatu perkawinan sembarang pada suatu populasi. Cara penghitungannya diselesaikan dengan menggunakan rumus yang disebut Hukum Hardy Weinberg. Penjelasannya sebagai berikut.

Andaikan pada sepasang kromosom homolog di dalam individu suatu populasi terdapat dua macam alel, yaitu M dan m yang dalam rumus dilambangkan dengan p dan q, maka jumlah tiap-tiap alel dalam populasi tersebut dirumuskan p + q = 1. Dalam perkawinan satu sifat beda (monohibrid) secara acak, Mendel menemukan rasio genotipe

1 MM : 2 Mm : 1mm. Jika dikonversikan ke dalam rumusan, menjadi

p 2 : 2pq : q 2 . Dalam rumus p + q = 1, jika frekuensi gen M dalam populasi 0,5, frekuensi gen m adalah 0,5. Jadi, frekuensi genotipe MM adalah 0,25 (0,5 x 0,5); frekuensi genotipe mm 0,25 pula; dan frekuensi genotipe Mm yaitu 0,50 (2pq = 2 x 0,5 x 0,5). Jika dikaitkan dengan fenotipenya, frekuensi sifat yang diekspresikan oleh gen dominan 0,75 (1 MM + 2 Mm), dan frekuensi sifat yang diekspresikan oleh gen resesif adalah 0,25 (1mm).

Perhitungan matematis seperti dikemukakan di atas memungkinkan bagi kita untuk memperkirakan bahwa apabila kedua macam fenotipe itu memiliki peluang hidup yang sama seperti generasi induknya, frekuensi gen dan frekuensi genotipe generasi berikutnya memiliki perbandingan yang sama dengan generasi induknya. Perbandingan akan berubah jika salah satu populasi yang mengandung fenotipe yang dimaksud mengalami hal-hal yang mengganggu, di antaranya mutasi, perubahan alam, migrasi, sulit melakukan perkawinan secara acak, dan anggota populasi memiliki banyak perbedaan dalam hal daya juang hidup, dan fertilitas. Hal ini mengisyaratkan bahwa hukum Hardy – Weinberg akan berlaku apabila suatu populasi memenuhi persyaratan berikut ini.

a. Tidak ada anggota populasi yang mengalami mutasi.

b. Tidak terjadi migrasi dari dalam ke luar atau dari luar ke dalam populasi.

c. Tidak ada perubahan alam.

d. Jumlah anggota populasi banyak sehingga memungkinkan terjadinya perkawinan secara acak.

Biologi Kelas XII SMA dan MA Biologi Kelas XII SMA dan MA

Dalam kenyataan, persyaratan tersebut di atas sangat sulit terpenuhi. Ketika salah satu syarat tidak dapat dipenuhi, maka terjadilah perubahan frekuensi gen. Perhatikanlah contoh berikut!

Di suatu kebun bunga terdapat 100 buah tanaman bunga. Sembilan puluh (90) tanaman berbunga merah, dan sepuluh (10) tanaman berbunga putih. Gen penentu warna bunga merah bersifat dominan (M), dan gen penentu warna bunga putih bersifat resesif (m). Berapa frekuensi gen dominan dan frekuensi gen resesif tersebut? Berapa frekuensi genotipenya?

p 2 + 2pq + q 2 =1 MM + 2 Mm + mm = 1 P 2 + 2pq = 90% (karena tanaman berbunga merah 90 buah) q 2 = 10% (karena tanaman berbunga putih 10 buah)

mm = 10% = 0,10, maka frekuensi m =

10 = 0,32 atau 32%.

p + q = 1, atau M + m = 1, maka frekuensi M = 1-0,32 = 0,68 atau 68%. Frekuensi genotipe MM : 2 Mm : mm yaitu (0,68) 2 + 2 x (0,68)(0,32) + (0,32) 2 = 46% + 44% + 10%

Jika seluruh tanaman di kebun bunga tersebut memiliki fertilitas dan terjadi persilangan secara acak, bagaimana frekuensi perbandingan genotipe keturunannya? Anggaplah semua tanaman memiliki fertilitas, maka gamet jantan maupun gamet betina memiliki 68% M dan 32% m.

Keterangan: Gamet betina

Gamet jantan

3) Mm = 0,2176 = 22% 0,68 M

Dengan demikian, tanaman generasi berikutnya memiliki perbandingan:

46% MM + 44% Mm + 10%

Apabila terjadi perubahan pada anggota populasi, misalnya tanaman berbunga putih dengan alasan yang tidak jelas tidak mampu bereproduksi, maka persilangan terjadi hanya di antara tanaman berbunga merah saja. Bagaimana frekuensi gen m? Jumlah individu yang fertil adalah tanaman yang berbunga

Evolusi Makhluk Hidup

Persentase tanaman dengan genotipe MM = 90 = 51% Persentase tanaman dengan genotipe Mm = 44 90 = 49%

Pembentukan gamet pada induk adalah sebagai berikut:

Gamet yang Terbentuk

Induk M

Tipe perkawinannya:

Gamet Betina

Gamet Jantan

75,5% M

24,5% m

Keterangan: 75,5% M

56% MM

19%Mm

1) : MM = 56% 24,5% m

Sekarang (pada generasi baru) frekuensi genotipe berubah menjadi: MM + 2Mm + mm = 56% + 38% + 6%

Frekuensi fenotipe berubah pula: Tanaman berbunga merah : 94%, tanaman berbunga putih : 6% Frekuensi gen turut berubah : gen M = 75,5% dan gen m = 24,5% Dibandingkan dengan generasi sebelumnya, frekuensi gen M naik sekitar 7,5% dan frekuensi gen m turun sekitar 7,5%. Jika individu dengan genotipe mm terus-menerus tidak produktif,

kemungkinan gen m akan punah pada populasi tersebut. Berdasarkan contoh soal tadi, jelaslah bahwa seleksi alam dan evolusi berjalan justru ketika hukum Hardy – Weinberg tidak berlaku. Apabila hukum

tersebut berlaku pada suatu populasi akan terjadi kestabilan suatu struktur tubuh spesies dan keanekaragaman spesies cenderung tidak berkembang.

Biologi Kelas XII SMA dan MA