Ketika kita berpikir tentang evolusi makhluk hidup, hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah seleksi alam, postulat terkenal yang dibuat oleh Charles Darwin dalam karyanya yang tak lekang oleh waktu hari ini: Origin of Species. Terlepas dari kenyataan bahwa ia telah dirumuskan kembali pada beberapa kesempatan dan pengetahuan baru telah diperoleh mengenai subjek ini, fenomena evolusioner ini tidak dapat disangkal.
Seleksi alam didasarkan pada serangkaian premis yang sangat sederhana: genom makhluk hidup bermutasi, bergabung kembali (dalam kasus reproduksi seksual) dan kromosom dapat berubah bentuk dan/atau jumlah. Karena gen tidak kedap air sepanjang generasi, terkadang muncul karakter baru yang mendukung individu yang membawa gen tersebut.
Di lain waktu, mutasi itu diam atau merusak, sehingga mereka tidak melihat spesiesnya. Katakanlah, misalnya, bahwa mutasi pada gen tertentu menyebabkan seekor burung memiliki bulu ekor yang sedikit lebih panjang.
Jika sifat ini menarik betina, jantan berekor panjang akan bereproduksi lebih banyak daripada individu lain dari spesiesnya. Jika sifat ini dapat diturunkan, semakin banyak spesimen dengan ekor panjang yang akan muncul, karena rata-rata akan memiliki lebih banyak keturunan.
Pada akhirnya, karakter yang bermanfaat ini akan berakhir pada spesiesnya. Ini adalah contoh yang jelas dari seleksi alam yang bersifat seksual, karena pilihan perempuanlah yang mengkodifikasikan prosesnya.
Bagaimanapun, yang tidak semua orang tahu adalah bahwa di alam “tidak semuanya memiliki alasan”. Anda akan tahu apa yang kami maksud jika Anda melanjutkan membaca, karena kami akan memberi tahu Anda apa itu pergeseran genetik dan varian yang sangat mencolok darinya: hambatan evolusi.
- Artikel terkait: “Teori evolusi biologis: apa itu dan apa penjelasannya”
Apa itu penyimpangan genetik?
Mekanisme evolusi tidak sempurna, betapapun sempurnanya kelihatannya ketika mempelajari adaptasi hewan tertentu di kelas biologi. Seleksi alam bertindak sebagai kekuatan yang tidak disengaja dan tidak disadari, tetapi makhluk hidup “melakukan apa yang mereka bisa dengan apa yang mereka miliki”.
Tentunya beberapa sifat akan ideal untuk hewan di lingkungan tertentu, tetapi mungkin mutasi tidak mungkin terjadi pada spesies atau bahwa tubuh hewan tidak dirancang untuk mengeksploitasi ceruk tertentu. Selain itu, perlu dicatat bahwa seleksi alam bukanlah satu-satunya mekanisme evolusioner pada makhluk hidup.
Ada juga penyimpangan genetik, efek stokastik (non-deterministik) yang menyebabkan gen bervariasi dari generasi ke generasi secara acak, karena kesalahan pengambilan sampel.
Contoh praktis
Mari kita ambil contoh. Dalam populasi kerdil ada 7 kumbang merah dan 3 kumbang hijau.
Ternyata yang hijau berbaur lebih baik dengan lingkungan dan, oleh karena itu, mengurangi kemungkinan dimangsa dan dapat berkembang biak lebih mudah daripada yang merah. Tidak ada keraguan bahwa invertebrata hijau, dalam hal ini, “lebih bugar secara evolusi”.
Sayangnya, sebelum 3 spesimen ini dapat bersanggama, seekor sapi menginjak tanah dan meremukkannya. Mamalia tidak secara sadar memilih untuk membunuh kumbang, karena tidak mencoba memangsa mereka atau berinteraksi dengan mereka dengan cara apa pun.
Sifat kumbang ini tidak diragukan lagi positif, tetapi secara kebetulan, gen yang menguntungkan telah menghilang. Dengan demikian, pergeseran genetik cenderung mengurangi keragaman genetik: jika 3 kumbang merah telah diinjak (sifat yang paling umum) masih akan ada 4 lagi yang dapat bereproduksi.
Meskipun warna hijau bermanfaat bagi spesies, itu adalah kemalangan acak bahwa gen telah dihapus dari populasi dengan tindakan yang sepenuhnya anekdot. Beginilah cara kerja penyimpangan genetik.
Dalam skenario ini, peluang terinjak diasumsikan sama untuk kumbang hijau dan merah. Jika tidak demikian, pengambilan sampel tidak akan dilakukan secara acak.
Hambatan evolusi dalam pergeseran genetik
Untuk sesaat, bayangkan bahwa pada contoh sebelumnya populasinya adalah 10.000 kumbang, 7.000 merah dan 3.000 hijau: dalam hal ini, tidak peduli berapa banyak sapi meremukkan 3 salinan warna tertentu, gen hijau akan terus dipertahankan di jangka panjang. Dengan premis ini, dapat dipahami bahwa pergeseran genetik lebih mempengaruhi populasi kecil.
Di sisi lain, bottleneck evolusioner adalah peristiwa di mana penurunan populasi drastis yang tiba-tiba dialami oleh peristiwa lingkungan, seperti gempa bumi, kelaparan, penyakit, atau, sayangnya, aktivitas manusia. Jika dalam populasi 10.000 kumbang warna-warni kita ada banjir yang hanya menyisakan 10 individu hidup, tidak sulit untuk membayangkan bagaimana pergeseran genetik dapat bertindak jauh lebih mudah dalam populasi habis yang babak belur.
Untuk memahami implikasi dari hambatan evolusioner, kita harus membedah serangkaian istilah yang konkrit sekaligus menarik. Pergi untuk itu.
Populasi minimum yang layak
Dalam biologi konservasi, populasi minimum layak (MVP) adalah jumlah minimum individu dalam suatu populasi yang dapat bertahan hidup tanpa runtuh dari waktu ke waktu. Pada tingkat teoretis, populasi dengan jumlah individu yang lebih besar dari MVP dapat tetap ada meskipun terjadi bencana alam yang normal, kekurangan makanan yang diperkirakan, atau efek pergeseran genetik yang telah dijelaskan sebelumnya.
Tidak ada jumlah populasi minimum yang spesifik, karena spesies seperti kodok biasa (Bufo spinosus) yang bertelur ribuan telur setiap tahun tidak sama dengan gajah (Loxodonta africana), spesies yang betinanya hanya melahirkan satu anak per ekor. melahirkan dan memiliki masa kehamilan 22 bulan.
Tergantung pada waktu perkembangan, kehamilan, siklus reproduksi dan banyak parameter lainnya, MVP bisa jauh lebih tinggi atau lebih rendah. Secara umum, apa yang dapat ditetapkan secara universal adalah bahwa MVP optimal pada spesies apa pun adalah yang memastikan kelanggengan populasi sebesar 95-99% dalam 1.000 tahun, dengan pemahaman bahwa bencana dan peristiwa berbahaya dapat terjadi selama interval waktu ini.
Seperti yang bisa Anda bayangkan, jika bottleneck memunculkan populasi dengan angka di bawah MVP, maka akan dipastikan akan menghilang.
- Anda mungkin tertarik: “Apa itu kode genetik dan bagaimana cara kerjanya?”
Ukuran populasi efektif (Ne)
Parameter lain yang sangat menarik (tetapi jauh lebih sulit untuk dipahami) adalah ukuran populasi efektif (Ne). Ini didefinisikan sebagai jumlah individu yang harus dimiliki oleh populasi yang diidealkan agar jumlah minat tertentu menjadi sama dalam populasi yang diidealkan seperti pada populasi yang sebenarnya.
Sederhananya, Ne membantu ahli genetika memahami jumlah aktual individu yang bereproduksi dalam suatu populasi. Mari kita kembali lagi dengan kumbang kita.
Pada populasi awal 10.000 spesimen, kita memiliki banyak makhluk hidup, tetapi ini tidak berarti bahwa semuanya akan bereproduksi setiap tahun, mungkin karena mereka bersaing satu sama lain atau karena ruang bertelur terbatas. Oleh karena itu, meskipun jumlah total populasi adalah 10.000 (N: 10.000), ukuran populasi efektif dapat, misalnya, 300 individu (Ne: 300).
Ini memiliki banyak implikasi pada tingkat evolusi, karena parameter inilah yang benar-benar penting bagi kami ketika mengukur kemungkinan efek kemacetan. Contoh ini mungkin terdengar tidak masuk akal, tetapi misalnya, ukuran efektif kecil sangat umum pada populasi amfibi liar.
Jantan bersaing ketat dengan pesaing lain untuk mendapatkan betina dan, sayangnya, bertahun-tahun terjadi kekeringan dan mereka tidak menemukan sumber air yang cukup untuk bertelur. Jadi, bahkan jika 1.000 orang dewasa tercatat dalam populasi tertentu, hanya 100 yang mungkin bereproduksi tahun itu (sangat optimis).
Ringkasan
Singkatnya, di sini kami telah mengajari Anda apa itu penyimpangan genetik, apa hambatannya dan apa pengaruhnya. Jika peristiwa bencana menimbulkan hambatan evolusi yang, selain itu, meninggalkan populasi spesies di bawah MVP yang dicirikan oleh Ne rendah, Anda dapat membayangkan hasilnya.
Efek dari peristiwa ini mungkin tidak terlihat pada awalnya, tetapi dengan setiap generasi dari populasi yang terkena, kumpulan genetik akan terkikis dan, oleh karena itu, mereka yang terlibat akan menderita perkawinan sedarah dan menghilang karena penyakit, mutasi, kurangnya adaptasi. dan penurunan viabilitas biologis.
Referensi bibliografi
- Barbadilla, A.
(2012). Genetika populasi.
Universitas Otonom Barcelona. Dalam: http://biologia.
uab. id/pengungkapan/genpob.
html# faktor, dikonsultasikan, 27(10), 2012.
- Lopez, S.F. (2001).
Evolusi gen histokompatibilitas kelas I dalam radiasi dari siskin Amerika Selatan (Disertasi Doktor, Universidad Complutense de Madrid).
- Roffé, A. (2014, Agustus).
Penyimpangan genetik sebagai kekuatan evolusi. Dalam Pertemuan IX APHIC/XXV Konferensi Epistemologi dan Sejarah Ilmu Pengetahuan.
- SEOANE, CES, KAGEYAMA, PY, RIBEIRO, A., MATIAS, R., Reis, MS, BAWA, K., & SEBBENN, AM (2005).
Pengaruh fragmentasi hutan pada migrasi benih dan struktur genetik temporal populasi Euterpe edulis Mart.
Majalah Institut Kehutanan, 17(1), 23-43.