Evolusi biologis, dipahami sebagai serangkaian perubahan karakteristik turun-temurun pada makhluk hidup dari generasi ke generasi, adalah mesin kehidupan itu sendiri dan adaptasi terhadap lingkungan baru. Variasi dalam populasi makhluk hidup disebabkan oleh serangkaian mutasi pada DNA yang terjadi secara acak, yaitu, mereka tidak merespons mekanisme sadar.
Meski begitu, proses seleksi mutasi ini bisa acak, atau sebaliknya, memiliki penjelasan yang sepenuhnya terbukti. Jadi, evolusi adalah kekuatan yang dipertahankan oleh mutasi acak, rekombinasi genetik selama reproduksi seksual, dan aliran gen (masuknya anggota baru ke dalam suatu populasi), di antara banyak faktor lainnya.
Salah satu faktor penting yang sering luput dari pemahaman umum adalah istilah yang menjadi perhatian kita di sini: pergeseran genetik. Di sini kami menjelaskan segala sesuatu tentang proses yang menarik ini.
- Artikel terkait: “Teori evolusi biologis”
Apa itu penyimpangan genetik?
Pertama-tama, kita dapat mendefinisikan istilah kompleks ini sebagai “kekuatan evolusioner yang bekerja bersama dengan seleksi alam yang mengubah frekuensi alel spesies dari waktu ke waktu”. Sebagai kata pengantar, perlu dicatat bahwa ini adalah proses stokastik, artinya terjadi karena kebetulan atau efek sporadis yang tidak berkorelasi.
Selain karakteristik awal ini, istilah lain yang mendefinisikan pergeseran genetik adalah kehilangan, karena gaya seleksi ini meningkatkan variasi alel dalam populasi, memperbaiki beberapa dan mempromosikan hilangnya yang lain. Kita akan melihatnya lebih detail pada baris berikut.
Tentang alel dan populasi
Menyederhanakan istilah genetik, kita dapat menyatakan bahwa alel adalah setiap variasi yang dapat dihadirkan oleh gen yang sama. Contoh klasiknya adalah biji kacang polong yang digunakan oleh Mendel untuk menjelaskan segregasi genetik dari generasi ke generasi.
Alel “A” dominan dapat mengkode warna biji hijau, sedangkan alel “a” resesif mengkode warna kuning. Karena mayoritas hewan adalah makhluk diploid (memiliki dua set kromosom homolog dalam nukleusnya), masing-masing dari dua alel yang mengkode suatu karakter akan berasal dari ayah dan ibu, itulah sebabnya kemungkinan variasi dalam kasus ini mereka adalah sebagai berikut: AA, Aa dan aa.
Jadi, jika kita memahami bahwa seorang individu mewarisi dua alel untuk setiap gen, fenotipe mereka (karakteristik eksternal) akan langsung dikodekan oleh genotipe mereka (kombinasi alelik dalam genom mereka), yang diwarisi sebagai kombinasi dari orang tua mereka. Kedua, istilah “populasi” perlu ditelusuri sedikit dalam bidang biologi, karena pergeseran genetik bekerja pada populasi dan bukan pada spesies itu sendiri.
Spesies adalah konsep “tertutup”, karena ia tidak dapat bertukar gen dengan entitas lain yang berbeda. Di sisi lain, suatu populasi dipahami sebagai kompartemen “terbuka”, karena anggota yang berbeda dari populasi lain tetapi dari spesies yang sama dapat masuk dan bereproduksi di antara mereka sendiri, suatu peristiwa yang akan menjadi sangat penting di kemudian hari.
Setelah kita menetapkan kedua istilah secara umum, kita siap untuk memahami dasar pergeseran genetik.
- Mungkin Anda tertarik: “Speciation: apa itu dan bagaimana perkembangannya dalam evolusi biologis”
Landasan teoritis drift
Saatnya berpegangan pada kursi, karena ada kurva dan istilah yang agak rumit untuk dijelaskan. Penyimpangan genetik ditentukan oleh varians frekuensi alelik, yaitu variabilitas karakter terhadap mean.
Dengan demikian, kita dapat menghitung gaya evolusi ini dengan menggunakan rumus berikut:
- sp2 sesuai dengan varians frekuensi alel populasi, yaitu penyimpangan genetik itu sendiri.
- p dan q adalah frekuensi alel dari dua populasi untuk suatu karakter.
- N adalah jumlah individu dalam masing-masing dua populasi.
Tentu saja, masing-masing parameter ini diperoleh dengan menggunakan rumus kompleks, jadi kita tidak akan lebih fokus pada dasar matematis dari gaya evolusi ini. Jika sebuah ide harus jelas setelah membaca baris-baris ini, itu adalah sebagai berikut: semakin kecil ukuran populasi, semakin besar kekuatan pergeseran genetik terhadap anggotanya.
Ukuran populasi efektif
Kami telah memperkenalkan istilah kunci dalam paragraf sebelumnya: ukuran populasi. Yang benar adalah, ketika memperhitungkan besarnya pergeseran genetik, para ilmuwan tidak cukup hanya menghitung individu dalam suatu populasi.
Dalam kasus ini, perlu untuk menghitung jumlah hewan yang bereproduksi di dalamnya dengan andal. Contoh yang sangat jelas dari perbedaan antara total populasi dan ukuran populasi efektif adalah studi demografi amfibi.
Sebuah populasi katak biasa, misalnya, dapat terdiri dari 120 anggota. Jika kita menggunakan analisis genetik, kita dapat melihat bahwa, tentu saja, hanya sekitar 40 total orang dewasa yang dapat bereproduksi setiap tahun, meninggalkan keturunan paling banyak.
Dengan demikian, ukuran populasi efektif (Ne) yang akan mengalami efek drift adalah 40, bukan 120.
Efek pergeseran genetik
Penyimpangan genetik memiliki beberapa efek pada populasi makhluk hidup, tetapi kita dapat membaginya menjadi dua blok besar:
- Menghasilkan perubahan frekuensi alel dalam populasi. Ini mungkin berarti bahwa kenaikan atau penurunan ini, karena ini adalah masalah kesempatan murni.
- Ini mengurangi variasi genetik populasi dalam jangka panjang.
Poin terakhir ini sangat penting, karena pergeseran genetik mengurangi variabilitas, yang pada akhirnya diterjemahkan menjadi kerentanan populasi yang lebih besar terhadap perubahan lingkungan.
Mari kita ambil contoh praktis. Jika kita memiliki populasi fiktif 10 burung, 8 merah dan 2 kuning, wajar untuk berpikir bahwa, secara kebetulan, kemungkinan besar anggota merah akan muncul lebih terwakili di generasi berikutnya (karena jika dari 10 hanya 3 spawn, kemungkinan ketiganya akan berwarna merah.) Pada generasi pertama, frekuensi alel karakter merah “p” adalah 0,8, sedangkan karakter kuning “q” memiliki frekuensi 0,2.
Jika hanya 3 jantan dan betina merah yang bereproduksi dalam suatu peristiwa, secara teoritis alel q bisa hilang pada generasi berikutnya, jadi p=1 dan q=0, semua keturunannya berwarna merah (karakter p pasti sudah diperbaiki). Ini adalah efek nyata dari pergeseran genetik, yang secara kebetulan menghasilkan fiksasi karakter yang paling terdistribusi dalam populasi dan akhirnya membuang yang paling unik.
Penyelamatan penduduk
Untungnya, kita memiliki kekuatan yang sebagian besar mencegah seleksi acak ini: seleksi alam. Dalam hal ini, kita menghadapi mesin evolusioner yang sama sekali tidak sesuai dengan proses acak dan stokastik, karena karakteristik setiap individu dapat menentukan kelangsungan hidup, reproduksi, dan representasi selanjutnya di generasi mendatang.
Penting juga untuk menunjukkan bahwa contoh yang dikutip di atas agak pincang karena reduksionisme yang dipaksakan sendiri, karena jelas banyak karakter morfologis yang dikodifikasi oleh lebih dari satu gen (seperti warna mata, misalnya). Selanjutnya, dalam populasi 1000 individu dan bukan 10, jelas bahwa hilangnya suatu alel jauh lebih kompleks daripada “penghapusan” dalam satu generasi.
Di sisi lain, aliran gen adalah konsep kunci lain yang menghindari efek pergeseran genetik. Sebuah alel mungkin menjadi tetap dalam suatu populasi dari waktu ke waktu, tetapi jika anggota baru dengan alel yang berbeda muncul dan bereproduksi dengan individu dari populasi awal, variabilitas genetik baru diperkenalkan pada generasi berikutnya.
Akhirnya, perlu dicatat bahwa mutasi terjadi secara acak pada makhluk hidup. Dengan demikian, variasi DNA yang mengkode alel baru dapat muncul, itulah sebabnya (setidaknya secara teoritis) dalam populasi tertutup karakter baru dapat terus muncul secara sporadis.
Ringkasan
Seperti yang telah kita lihat, pergeseran genetik adalah mesin evolusioner utama makhluk hidup bersama dengan seleksi alam, tetapi berbeda dari yang terakhir karena sifatnya yang acak dan acak. Dari sudut pandang teoretis murni, jika tidak ada peristiwa seperti aliran gen, munculnya mutasi, atau seleksi alam itu sendiri, semua populasi akan berakhir memiliki satu alel dari setiap gen, bahkan jika dibutuhkan beberapa generasi.
Ini, secara alami, diterjemahkan ke dalam variabilitas genetik yang lebih sedikit, yang menyiratkan respons yang lebih buruk di tingkat populasi dan individu terhadap perubahan dan kerusakan lingkungan. Jadi, pergeseran genetik dilawan oleh kehidupan itu sendiri, karena, tentu saja, ia memiliki karakter merusak yang jelas.
Referensi bibliografi:
- Penyimpangan genetik, khanacademy.org.
Dikumpulkan pada 23 Oktober di https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/natural-selection/population-genetics/a/genetic-drift-founder-bottleneck#:~:text=La%20deriva%20g % C3%A9nica%20terjadi%20in,0%25%20%2C%20dari%20lain%20alel.
- Eguiarte, L., Aguirre-Planter, E., Scheinvar, E., González, A., & Souza, V. (2010).
Aliran gen, diferensiasi dan struktur genetik populasi, dengan contoh pada spesies tanaman Meksiko.; Laboratorium Evolusi Molekuler dan Eksperimental, Departemen Ekologi Evolusi, Institut Ekologi, Universitas Otonomi Nasional Meksiko, 1-30.
- Futuima, D.J. (1992).
Biologi Evolusioner (Vol. 2).
edisi ke-2 Ribeirao Preto: SBG.