BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Populasi adalah suatu kelompok individu
sejenis yang hidup pada suatu daerah tertentu. Genetik populasi adalah cabang
dari ilmu genetika yang mempelajari gen-gen dalam populasi dan menguraikannya
secara matematik akibat dari keturunan pada tingkat populasi. Suatu populasi
dikatakan seimbang apabila frekuensi gen dan frekuensi genetik berada dalam
keadaan tetap dari setiap generasi (Suryo 1994: 344).
Pola pewarisan suatu sifat tidak selalu dapat
dipelajari melalui percobaan persilangan buatan. Pada tanaman keras atau
hewan-hewan dengan daur hidup panjang seperti gajah, misalnya, suatu
persilangan baru akan memberikan hasil yang dapat dianalisis setelah kurun
waktu yang sangat lama. Demikian pula, untuk mempelajari pola pewarisan sifat
tertentu pada manusia jelas tidak mungkin dilakukan percobaan persilangan. Pola
pewarisan sifat pada organisme-organisme semacam itu harus dianalisis
menggunakan data hasil pengamatan langsung pada populasi yang ada.
Seluk-beluk pewarisan sifat pada tingkat
populasi dipelajari pada cabang genetika yang disebut genetika populasi. Ruang
lingkup genetika populasi secara garis besar oleh beberapa penulis dikatakan
terdiri atas dua bagian, yaitu (1) deduksi prinsip-prinsip Mendel pada tingkat
populasi, dan (2) mekanisme pewarisan sifat kuantitatif.
Untuk mempelajari pola pewarisan sifat pada
tingkat populasi terlebih dahulu perlu difahami pengertian populasi dalam arti
genetika atau lazim disebut juga populasi Mendelian. Populasi mendelian ialah
sekelompok individu suatu spesies yang bereproduksi secara seksual, hidup di
tempat tertentu pada saat yang sama, dan di antara mereka terjadi perkawinan
(interbreeding) sehingga masing-masing akan memberikan kontribusi genetik ke
dalam lungkang gen (gene pool), yaitu sekumpulan informasi genetik yang dibawa
oleh semua individu di dalam populasi.
B.
Rumusan Masalah
1.
Apa
yang dimaksud dengan Genetika Populasi ?
2.
Apa Hukum Hardy-Weinberg ?
3. Apa saja Ciri-Ciri Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg ?
4.
Bagaimana Frekuensi Alel dan Frekuensi Genotif Dalam Populasi ?
5.
Faktor-faktor
apa saja yang mempengaruhi frekuansi GEN ?
6.
Bagaimana
Hubungan Genetika Populasi
Dengan Cabang Ilmu Biologi Lainnya?
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Pengertian Genetika Populasi
Genetika populasi adalah bidang
biologiyang mempelajari
komposigenetik populasi biologi, dan perubahan dalam komposisi genetik
yangdihasilkan dari pengaruh berbagai faktor, termasuk seleksi alam. Genetikapopulasimengejar tujuan mereka dengan mengembangkan
modelmatematis abstrak dinamika frekuensi gen, mencoba untuk
mengambilkesimpulan dari model-model tentang pola-pola kemungkinan variasi
genetika populasi yang sebenarnya, dan menguji kesimpulan terhadap data
empiris.
Gen merupakan unit dasar yang meneruskan
sifat-sifat dari satu generasi ke generasi berikutnya. Tapi apa yang terjadi
ketika Anda mengubah frekuensi gen? Pada dasarnya, evolusi adalah perubahan
frekuensi gen dalam populasi.
Gen dalam Populasi
Gen dalam Populasi
Darwin tahu bahwa variasi yang diwariskan
diperlukan supaya evolusi dapat terjadi. Namun, ia tidak tahu apa-apa tentang
hukum genetika Mendel. Hukum Mendel ditemukan di awal tahun 1900-an.
Beberapa saat kemudian baru bisa ilmuwan
memahami proses evolusi. Kita sekarang tahu bahwa variasi sifat dapat
diwariskan. Variasi ini ditentukan oleh alel yang berbeda. Kita juga tahu bahwa
evolusi adalah karena perubahan dalam alel dari waktu ke waktu. Berapa lama
waktu terjadinya? Itu tergantung pada skala evolusi.
1.
Mikroevolusi
terjadi selama periode yang relatif singkat dalam populasi atau spesies.
2.
Makroevolusi
terjadi dari waktu ke waktu geologi di atas tingkat spesies. Catatan fosil
mencerminkan tingkat evolusi. Ini hasil dari mikro evolusi berlangsung selama
beberapa generasi.
Ingat bahwa individu tidak berevolusi. Gen
mereka tidak berubah dari waktu ke waktu. Unit evolusi adalah populasi.
Populasi terdiri dari organisme dari spesies yang sama yang hidup di daerah
yang sama.
Dalam hal evolusi, populasi diasumsikan
kelompok yang relatif tertutup. Ini berarti bahwa sebagian kawin terjadi dalam
populasi. Ilmu yang berfokus pada evolusi dalam populasi adalah genetika
populasi. Ini adalah kombinasi dari teori evolusi dan genetika Mendel.
B.
Defenisi Hukum
Hardy-Weinberg
Hukum Hardy-Weinberg ditemukan oleh ahli Fisika W.
Weinberg dan ahli Matematika G.H. Hardy pada tahun 1908. Kedua ahli tersebut
berasal dari Inggris. Hukum ini menyatakan bahwa dalam suatu kondisi tertentu
yang stabil, frekuensi gen dan frekuensi genotif akan tetap konstan dari satu
generasi ke generasi dalam suatu populasi yang berbiak seksual.
Hukum Hardy-Weinberg ini berfungsi sebagai parameter
evolusi dalam suatu populasi. Bila frekuensi gen dalam suatu populasi selalu
konstan dari generasi ke generasi, maka populasi tersebut tidak mengalami
evolusi. Bila salah satu saja syarat tidak dipenuhi maka frekuensi gen berubah,
artinya populasi tersebut telah dan sedang mengalami evolusi
Untuk menjelaskan hukum ini digunakan contoh
perkawinan sapi Shorthon warna merah, putih, dan roan. Seperti diketahui, sifat
ini dikontrol oleh dua alel yang kodominan yaitu alel merah (R) dan alel putih
(r). Jika kita asumsikan bahwa frekuensi gen merah adalah p dan frekuensi gen
putih adalah q, dengan p = 0,7 dan q = 0,3 maka proporsi gen sapo merah RR
adalah p2 = 0,49 , proporsi gen sapi putih adalah q2 =
0,09 dan proporsi sapi roan = 2pq = 2 (0,7)(0,3) = 0,42. Akan dua didepan pq
disebabkan oleh adanya dua kemungkinan terbentuknya sapi roan yaitu dari
pertemuan sperma yang mengandung gen R dengan sel besar dengan sel telur yang
mengandung gen r dan dari sperma yang mengandung gen r sperma dengan sel telur
yang mengandung gen R.
Hukum Hardy-Weinberg ini berfungsi sebagai parameter
evolusi dalam suatu populasi. Bila frekuensi gen dalam suatu populasi selalu
konstan dari generasi ke generasi, maka populasi tersebuttidak mengalami
evolusi. Bila salah satu saja syarat tidak dipenuhi maka frekuensi gen berubah,
artinya populasi tersebut telah dan sedang mengalami evolusi.
Ada dua hal yang perlu diperhatikan sehubungan dengan
hukum Hardy Weinberg yaitu :
·
Jumlah frekuensi gen
dominan dan resesif ( p + q ) adalah 1.
·
Jumlah proporsi dari
ketiga macam genotif ( p2 + 2pq + q2 ) adalah
1.
Jadi pada dasarnya hukum ini menyatakan bahwa frekuensi
gen dominan dan resesif. Pada sutau populasi yang cukup besar tidak akan
berubah dari satu generasi ke generasi lainnya. Keadaan populasi yang demikian
disebut dlaam keadaan equilibrium (dalam keadaan seimbang).
Susunan genetik ini akan tetap dan tidak berubah jika
beberapa keadaan terpenuhi antara lain :
ü
Tiidak ada mutasi
atau mutasi berjalan seimbang (jika gen A bermutasi menjadi gen a, maka harus
ada gen a yang menjadi gen A dalam jumlah yang sama).
ü
Tidak terjadi seleksi
alam.
ü
Tidak ada migrasi.
ü
Perkawinan acak.
ü
Populasi besar.
Hukum Hardy-Weinberg
dirumuskan sebagai berikut :
P2
+ 2PQ + Q2
Sebagai contoh alel
gen A dan a, maka menurut persamaan diatas adalah :
P2 =
Frekuensi Individu Homozigot AA
2PQ =
Frekuensi Individu Heterzigot Aa
Q2 = Frekuensi
Individu Homozigote aa.
Rumus ini berlaku dengan syarat sebagai berikut :
1. Mutasi tidak terjadi atau mutasi menguntungkan sama
jumlahnya dengan mutasi yang merugikan
2. Semua anggota [populasi tersebut mempunyai kesempatan
yang sama untuk mengawini anggota populasi (perkawinan acak atau panmiksi)
3. Tidak terjadi imigrasi atau jumlah individu yang
berimigrasi adalah sama dengan yang berimigrasi
4. Semua alela mempunyai kemungkinan yang sama untuk
berada dalam populasi, tidak ada yang lebih unggul dari yang lain. Dengan
perkataan lain, seleksi alam tidak terjadi.
5. Jumlah populasi tetap, atau jumlah individu yang mati
sama dengan jumlah individu yang lahir
6.
Populasi berjumlah
besar sehingga factor kebetulan tidak terjadi atau dapat diabaikan.
C.
Ciri-Ciri
Hukum Keseimbangan Hardy-Weinberg
Adapun ciri-ciri dalam hokum keseimbangan
Hardy-Weinberg, antara lain:
1. Jumlah frekuensi genotype harus sama dengan 1, yaitu p2(CC) + 2pq(Cc) + q2(cc)=1
2. Hubungan p2 + 2pq + q2 tetap, tidak peduli besarnya frekuensi alel
permulaan (p atau q) dapat bernilai 0 sampai 1), yaitu frekuensi genotype pada
saat keseimbangan hanya tergantung pada frekuensi alel permulaan dan tidak
tergantung dari frekuensi genotype dari populasi asal.
3. Keseimbangan dapat tercapai dalam satu generasi;
kemudian frekuensi alel dan genotip tidak berubah dari generasi ke generasi
asal syarat-syarat keseimbangan Hardy-Weinberg terpenuhi.
4. Frekuensi alel dapat ditentukan dari frekuensi satu
genotype yang diketahui.
5. Bila suatu populasi dalam keseimbangan, maka frekuensi
alel dapat dihitung apabila diketahui srekuensi satu genotip homozigot. Umpama
saudara menangkap suatu contoh tikus dari pertanaman padi dan diperoleh
frekuensi no-agouti (aa) adalah 0,509 persen.
D.
Frekuensi Alel dan Frekuensi Genotif Dalam Populasi
Untuk
mempelajari komposisi dan variasi genetik suatu populasi, maka seorang peneliti
Genetika Populasi harus mampu menggambarkan lengkang gen populasi tersebut. Hal
ini dapat dilakukan dengan menghitung frekuensi genotip dan frekuensi alel
populasi tersebut. Jika gamet yang dihasilkan oleh suatu populasi ditetapkan
sebagai suatu campuran unit-unit genetik yang akan menimbulkan generasi
berikutnya, kita mempunyai konsep suatu lengkang gen. Misalnya dalam lengkang
gen:
p adalah frekuensi alel A atau alel dominan
q adalah frekuensi alel a atau alel resesif
Dengan demikian frekuensi genotip yang
diharapkan pada generasi berikutnya adalah:
p2(AA) + 2pq(Aa) + q2(aa) = 1
yang berasal dari :
f(AA) = (p x p) =
p2
f(Aa) = (p x q) + (p x q) =
2pq
f(aa)
= (q x q) = q2
Sedangkan frekuensi alel adalah p(A) +
q(a) = 1
Berdasarkan hal di atas, beberapa
peneliti genetika populasi ada yang menganggap bahwa frekuensi alel adalah
frekuensi gen atau gamet, sedangkan frekuensi genotip adalah frekuensi zigot.
Penggunaan frekuensi alel memiliki kelebihan bila dibandingkan dengan frekuensi
genotip. Sebagai contoh jika suatu lokus memiliki 3 alel (A1, A2, A3), maka frekuensi genotip yang harus dihitung ada 6
yaitu genotip A1A1, A1A2, A1A3, A2A2, A2A3, A3A3, sedangkan
frekuensi alel yang harus dihitung hanya 3, yaitu frekuensi A1, A2, dan A3.
E.
Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Frekuensi
GEN
1. Seleksi
Seleksi merupakan suatau proses yang
melibatkan kekuatan – kekuatan untuk menentukan ternaka mana yang boleh
berkembang biak pada generasi selanjutnya. Kekuaktan – kekuatan itu bisa di
kontrol se0penuhnya oleh alam yang disebut seleksi alam. Jika kekuatan itu di
kontrol oleh manusia maka prosesnya disebut seleksi buatan kedua macam seleksi
itu akan merubah frekuensi gen yang sat relatif terhadap alelnya. Laju
perubahan frekuensi pada seleksi buatan jika dibandingkan dengan seleksi alam.
Untuk
mendemonstrasikan peran seleksi dalam mengubah frekuesni gen, diambil suatu
contoh populasi yang terdiri dari beberapa ribu sap yang bertanduk dan yang
tidak bertanduk. Jika diasunsikan bahwa frekuensi gen yang bertanduk dan
yang tidak bertandu pada populasi tersebut masing – masing 0,5 (
bila terjadi kawin acak) maka sekitar 75% dari total sapi yang ada tidak
bertanduk dan 25% bertanduk. Dari 75% sapi yang tidak bertanduk sebanyak 1/3
bergenotip hemozigot dan 2/3 bergenotip heterozigot.
2. Mutasi
Mutasi
adalah suatu perubahan kimia gen yang berakibat berubahnya fungsi gen. Jika gen
mengalami mutasi dengan kecepatan tetap maka frekuensi gen akan sedikit
menurun, sedangkan frekuensi alel akan meningkat. Laju mutasi
bervariasi dari suatu kejadian mutasi ke kejadian mutasi lain. Namun, laju
relatif rendah ( kira – kira satu dalam satu juta pengandaan ge) sebagai
gambaran, diambil contoh frekuensi gen merah pada sapi angus, yaitu antara
0.05-0.08. jika terjadi kawin acak maka akan dijumpai 25-64 ekor sapi merh dari
setiap 10.000 kelahiran. Anak sapi yang berwarna merah dan juga tetua yang
heterozigot akan dikeluarkan dari peternakan. Secara teoritis frekuensi gen
merah akan menurun mendekati angkan nol, namun kenyataan frekuensi gen merah
tetap anata 0.05-0.08 dari suatu generasi ke generasi berikutnya hal itu bisa
dijalaskan dengan mengunakkan teori mutasi. Diduga bahwa laju mutasi gen hitam
menjadi gen merah sama dengan laju seleksi terhadaap gen merah sehingga
tercapai suatu keseimbangan.
3. Pencampuran
populasi
Percampuran dua populasi yang frekuensi
gennya berbeda dapat mengubah frekuensi gen tertentu. Frekuenssi gen ini
merupakan rataan dari frekuensi gen dari dua populasi yang bercampur.
Jika
seorang peternak memiliki 150 ekor sapi dengan frekuensi bertanduk dengan =
0.95 ( bila terjadi kawin acak) maka sekitar 90% dari sapi – sapinya akan
bertanduk. Selanjutnya, jika diasumsikan bahwa ada enam pejatan baru yang
diamsukkan ke peternakan utnuk memperbaiki mutu geneteik terna – ternak yang
ada. Dari enam pejantan dimasukkan terdapat satu ekor yang bertanduk, dua ekor
yang tidak bertanduk heterozigot dan tiga ekor yang tidak bertanduk
homozigot. Frekuensi gen bertanduk pada kelompok pejantan
= 1/6 = 0.033. dengan asumsi bahwa tidak ada sapi lain
yang masuk kedalam peternakan maka frekuensi gen bertanduk pada populasi itu
setelah terjadi kawin acak, selama satu generasi ( 0.950 +
0.333) / 2 = 0.064
4. Silang
dalam (inbreeding ) dan sialng luar (outbreeding)
Silang
dalam merupakan salah satu bentuk isolasi secara genetik. Jika suatu populais
terisolasi, silang dalam cenderung terjadi karena adanya keterbatasan pilihan
dalam proses perkawinan. Jika silang dalam terjadi anatara grup ternak yang
tidak terisolasi secara geografis maka pengaruhnya juga yang sama. Oleh sebab
itu, silang dalam merupakan suatu isolasi buatan. Sebenarnya silang dalam tidak
merubah frekuensi gen awal pada saat proses silang dalam dimulai. Jika terjadi
perubahan frekuensi gen maka perubahan itu disebabkan oleh adanya seleksi,
mutasi dan pengaruh sampel acak. Jika silang luar dilakukan pada suatu populasi
yang memilik rasio jenis kelamin yang sama dengan frekuensi gen pada suatu
lokus yang sama pada kedua jenis kelamin maka frekuensi gen tidak akan berubah
akibat pengaruh langsung silang luar.
5. Genetic
drift
F.
Faktor- faktor yang mempengaruhi frekuensi
gen dan keanekaragaman (variabilitas) genetik
Estimasi frekuensi gen yang sebenarnya
didalam suatu populasi sering memerlukan penggunan berbagai pendekatan
matematik. Namun pada pembahasan kita, untuk sebagian besar akan kita pusatkan
pada prinsip-prinsip dan konsep-konsep saja, dan mengabaikan langkah-langkah
sebenarnyaa dalam kalkulasi, yang dapat dicari dalam buku-buku genetika yang
terperinci. Kalkulasi ini memperhitungkan sejumlah faktor yang diketahui
mempengaruhi frekuensi gen dalam atau variabbilitas genetik dari, populasi.
Faktor-faktor itu diantaranya adalah mutasi, reproduksi seksual dan
rekombinasi, perkawinan keluarga, migrasi, arus genetik secara acak (“rendom
genetic drift”), seleksi, dan lingkungan.
Mutasi Akhirmya , gen-gen terdapat dalam
berbagai bentuk sebagai alela yang berlainan karena mereka mengalami mutasi.
Sebab itu, frekuensi alela-alela pada lokus didalam suatu populasi di pengaruhi
oleh sifat dapat bermutasi dari lokus itu. Mutasi maju (“forward mutation”)
mengurangi frekuensi gen-gen tipe liar; muatsi surut (“back mutation”)
meningkatkan frekuensi gen-gen tipe liar.
Selain dari pada itu, gen-gen dapat mengalami mutasi maju menjadi banyak
bentuk yang berlainan, suatu penomena yang telah kita teliti terdahulu sebagai
alelisma jamak. Adanya banyak alela yang berlainan bagi gen yang sama dikenal
sebagai polimorfisma.Pada tahun-tahun terakhir ini, genetika
molekular telah meningkatkan pengetahuan kita mengenai polimorfisma ekstensif
melalui studi struktur molekular protein-protein (hemoglobin, misalnya) dan
deretan ADN.
G.
Hubungan Genetika
Populasi Dengan Cabang Ilmu Biologi Lainnya
Genetika populasi mempunyai hubungan yang erat dengan
evolusi, sistematik, dan ekologi. Secara garis besar hubungan tersebut adalah
sebagai berikut:
1. Hubungan antara Genetika Populasi dengan Evolusi
Evolusi menggambarkan perubahan frekuensi alel dan
frekuensi genotip individu- individu suatu populasi akibat adanya mutasi,
migrasi, seleksi dan random genetic drift. Perubahan ini terjadi
karena individu-individu tersebut harus beradaptasi dengan perubahan-perubahan
yang terjadi pada lingkungannya. Dengan demikian, proses evolusi akan selalu
menimbulkan keanekaragaman organisme.
2. Hubungan antara Genetika Populasi dengan Sistematik
Seperti telah dijelaskan di atas bahwa proses evolusi
dan spesiasi akan selalu menimbulkan keanekaragaman organisme. Agar tidak
membingungkan, maka keanekaragaman individu-individu antar populasi perlu
diklasifikasikan. Demikian halnya pula dengan individu-individu yang terdapat
pada populasi yang terisolasi, artinya status taksonomi individu-individu
populasi tersebut perlu diperhatikan. Untuk mengetahui keanekaragaman
organisme-oragnisme atau individu-individu dalam suatu populasi, maka
organisme-organisme tersebut tidak hanya diamati variasi morfologi, fisiologi,
dan perilakunya saja, namun perlu diteliti juga variasi genetiknya yang
meliputi frekuensi alel dan frekuensi genotip individu-individu dalam populasi
yang diamati.
Berdasarkan frekuensi alel dan frekuensi genotip,
hubungan kekerabatan antar populasi satu spesies dapat dianalisis, sehingga hal
ini akan memudahkan dalam menentukan kedudukan taksonomi individu-individu
populasi yang diteliti tersebut. Bahkan, data variasi genetik ini sangat
berguna dalam mengklarifikasi spesies-spesies kompleks maupun cryptic
species, yaitu individu-individu yang kenampakan morfologinya sama namun
variasi genetiknya berbeda. Sesungguhnya pada populasi alami banyak ditemukan
spesies-spesies kompleks yang belum banyak diteliti status taksonominya. Oleh
karena itu para ahli sistematik perlu menggunakan pendekatan-pendekatan
genetika populasi dalam menentukan kedudukan taksonomi spesies-spesies kompleks
tersebut dan juga hubungan kekerabatannya.
3. Hubungan antara Genetika Populasi dengan Ekologi
Kajian
ekologi pada populasi-populasi yang mengalami perubahan frekuensi alel dan
frekuensi genotip memiliki arti yang sangat penting terutama untuk mengetahui
proses seleksi dan adaptasi yang terjadi.
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Genetika populasi adalah cabang genetika yang
membahas transmisi bahan genetik pada ranah populasi. Dari objek bahasannya,
genetika populasi dapat dikelompokkan sebagai cabang genetika yang berfokus
pada pewarisan genetik.
Genetika populasi membicarakan implikasi
hukum pewarisan Mendel apabila diterapkan pada sekumpulan individu sejenis di
suatu tempat. Berbeda dengan genetika Mendel, yang mengkaji pewarisan sifat
untuk perkawinan antara dua individu (atau dua kelompok individu yang memiliki
genotipe yang sama), genetika populasi menjelaskan implikasi yang terjadi
terhadap bahan genetik akibat saling kawin yang terjadi di dalam satu populasi
atau lebih. Genetika populasi didasarkan pada Hukum Hardy-Weinberg.
Pola pewarisan sifat tertentu adakalanya tidak dapat dipelajari melalui
percobaan persilangan, tetapi harus dilakukan pengamatan langsung pada suatu
populasi alam yang disebut sebagai populasi mendelian. Populasi mendelian ialah
sekelompok individu suatu spesies yang bereproduksi secara seksual, hidup di
tempat tertentu pada waktu yang sama, dan diantara mereka terjadi perkawinan
(interbreeding) sehingga masing-masing akan memberikan kontribusi genetik ke
dalam lungkang gen (gene pool).
B.
Saran
Kami
selaku penyusun sangat menyadari masih jauh dari sempurna dan tentunya banyak
sekali kekurangan dalam pembutan makalah ini. Hal ini disebabkan karena masih
terbatasnya kemampuan kami.
Oleh
karena itu, Kami selaku pembuat makalah ini sangat mengharapkan kritik dan
saran yang bersifat membangun.Kami juga mengharapkan makalah ini sangat
bermanfaat untuk kami khususnya bagi pembaca.
DAFTAR PUSTAKA
http://usaha321.net/pengertian-genetika-populasi.html
Post a Comment