Konsep Evolusi: Catatan tentang Konsep Evolusi Modern !
Konsep evolusi saat ini adalah bentuk modifikasi dari teori seleksi alam Darwin dan sering disebut Neo-Darwinisme. Menurutnya hanya variasi genetik (mutasi ) yang diwariskan dan tidak semua variasi seperti yang dimiliki oleh Darwin. Jadi konsep evolusi modern adalah sintesa dari teori Darwin dan Hugo de Vries. Ini juga disebut Teori Evolusi Sintetis.
Sumber Gambar: dinca.org/wp-content/uploads/2009/06/evolution-of-a-decent-man.jpg
Teori sintetik evolusi merupakan hasil karya sejumlah ilmuwan yaitu T. Dobzhansky, RA Fisher, JBS Haldane, Swell Wright, Ernst Mayr dan GL Stebbins. Stebbins dalam bukunya, Process of Organic Evolution, membahas tentang teori sintetik. Konsep evolusi modern mencakup faktor-faktor berikut:
1. Variasi Genetik dalam Populasi:
Populasilah yang berevolusi dan bukan anggota individunya. Peran individu dalam proses evolusi adalah mewariskan variasi genetiknya kepada keturunannya. Evolusi terjadi melalui akumulasi variasi genetik dalam populasi dalam jangka waktu yang lama. Perubahan gen terjadi dengan cara berikut.
(i) Mutasi:
Mutasi adalah perubahan yang diwariskan secara tiba-tiba. Hugo de Vries percaya bahwa mutasilah yang menyebabkan evolusi dan bukan variasi kecil (diwariskan) yang dibicarakan Darwin. Menurut Darwin, evolusi berlangsung bertahap sedangkan Hugo de Vries mengatakan bahwa mutasi menyebabkan spesiasi dan karenanya disebut saltasi (mutasi besar satu langkah). Mutasi terdiri dari dua jenis: mutasi kromosom dan mutasi gen.
(a) Mutasi Kromosom:
Ini disebabkan oleh perubahan jumlah kromosom dan perubahan struktur.
Perubahan Jumlah Kromosom:
Mutasi ini disebabkan oleh perubahan jumlah kromosom. Mereka terdiri dari dua jenis lebih lanjut: poliploidi dan aneuploidi (a) Poliploidi. Ini adalah peningkatan jumlah set kromosom. Contoh: triploidi (3n), tetraploidi (4n), pentaploidi (5n), heksaploidi (6n). Peningkatan jumlah genom yang sama dikenal sebagai poliploidi otomatis (misalnya, AAAA). Peningkatan jumlah set kromosom karena berkumpulnya genom dari dua atau lebih organisme disebut allopolyploidy.
Ini juga disebut sebagai poliploidi interspesifik, (b) aneuploidi. Ini adalah mutasi di mana perubahan numerik terjadi pada jumlah kromosom genom monosomi (2n-1), nullisomi (2n-2), trisomi (2n+1), tetrasomi (2n+2), dll.
Perubahan Struktur Kromosom (Penyimpangan Kromosom):
Ketika perubahan terjadi pada morfologi kromosom, itu disebut aberasi kromosom. Ini adalah empat jenis, duplikasi (penggandaan segmen), defisiensi (penghapusan segmen), lokasi trans (bagian segmen kromosom ke kromosom non-homolog) dan inversi (pembalikan dalam urutan gen).
(b) Mutasi Gen:
Ketika perubahan dalam struktur gen dan ekspresi karena penambahan, penghapusan substitusi atau inversi nukleotida ini disebut mutasi gen . Frekuensi mutasi gen bervariasi dari gen ke gen. Tingkat mutasi gen meningkat dengan adanya radiasi dan bahan kimia tertentu yang disebut mutagen.
Gen yang bermutasi menambahkan alel baru ke kumpulan gen. Kumpulan gen adalah jumlah total dari semua gen yang berbeda dan alelnya yang ada dalam suatu populasi. Lungkang genlah yang berevolusi ketika gen baru, yaitu alel, ditambahkan atau dihilangkan, kemudian merupakan bahan mentah untuk perubahan evolusioner. Akumulasi dari banyak mutasi dapat menambah perubahan skala besar yang akhirnya mengarah pada pembentukan spesies baru.
Mutasi gen yang melibatkan penghapusan substitusi atau penyisipan basa nitrogen tunggal disebut mutasi titik. Mutasi gen yang melibatkan lebih dari satu basa nitrogen atau seluruh gen disebut mutasi kasar.
(ii) Rekombinasi Gen:
Itu terjadi karena alasan berikut, (a) Orang tua ganda (b) Bermacam-macam kromosom secara independen (c) Persilangan selama meiosis. (iv) Penggabungan gamet secara acak (v) Pembentukan alel baru. Karena menambahkan alel baru dan kombinasi alel ke lungkang gen, proses penting selama evolusi yang menyebabkan variasi.
(iii) Migrasi Gen (Aliran Gen):
Perpindahan individu dari satu tempat ke tempat lain disebut migrasi. Jika individu yang bermigrasi berkembang biak dalam populasi baru, para imigran akan menambahkan alel baru ke kumpulan gen lokal dari populasi inang.
Ini disebut migrasi gen. Terkadang dua populasi dari satu spesies yang terpisah menjadi dekat karena migrasi. Gen dari dua populasi bercampur melalui pemuliaan dan hasilnya menyebabkan variasi pada keturunannya.
(iv) Pergeseran Genetik (Efek Sewall Wright):
Istilah pergeseran genetik (Efek Sewall Wright) mengacu pada penghilangan sifat-sifat tertentu ketika sebagian populasi bermigrasi atau mati karena bencana alam. Ini mengubah frekuensi gen populasi yang tersisa yang menyebabkan variasi. Dinamai setelah ahli genetika Amerika Sewall Wright yang menyadari signifikansi evolusionernya. Meskipun penyimpangan genetik terjadi pada semua populasi, efeknya paling nyata pada populasi terisolasi yang sangat kecil. Dua contoh penting penyimpangan genetik adalah efek pendiri dan efek kemacetan.
(a) Efek Pendiri atau Prinsip Pendiri:
Ini adalah contoh penting pergeseran genetik dalam populasi manusia. Tercatat ketika sekelompok kecil orang yang disebut pendiri, meninggalkan rumah mereka untuk mencari pemukiman baru, populasi di pemukiman baru mungkin memiliki frekuensi genotipe yang berbeda dari populasi induknya. Pembentukan genotipe yang berbeda di pemukiman baru disebut efek pendiri. Terkadang mereka membentuk spesies baru.
(b) Efek Kemacetan:
Istilah ini diperkenalkan oleh Stebbibns untuk fenomena siklus tahunan dan dua kali lipat dari penurunan dan peningkatan ukuran populasi. Ketika populasi menurun, jumlah individu dapat berkurang sejauh kelompok kecil populasi yang membentuk populasi menjadi terisolasi dan terbatas distribusinya.
Ini kemudian terkena penyimpangan genetik acak yang mengakibatkan fiksasi gen tertentu. Dengan demikian populasi membangun kembali kekayaannya yang dulu. Pengurangan frekuensi alel seperti itu disebut efek kemacetan genetik yang sering mencegah spesies dari kepunahan (Gambar 7.51).
Signifikansi pergeseran genetik:
Penyimpangan genetik adalah kekuatan evolusi. Sebagian besar populasi hewan kawin silang kecil. Pergeseran genetik membantu populasi menjadi berbeda karena kemungkinan setiap populasi memperbaiki genotipe yang berbeda secara kebetulan.
(v) Perkawinan Nonacak:
Perkawinan berulang antara individu-individu dari sifat-sifat tertentu yang dipilih mengubah frekuensi gen. Pemilihan burung jantan yang lebih berwarna cerah oleh burung betina dapat meningkatkan frekuensi gen warna cerah pada generasi selanjutnya.
(vi) Hibridisasi:
Ini adalah persilangan organisme yang secara genetik berbeda dalam satu atau lebih sifat (karakter). Ini membantu dalam percampuran gen dari berbagai kelompok dari varietas yang sama, spesies dan terkadang spesies yang berbeda.
Semua faktor di atas menghasilkan variasi genetik dalam reproduksi seksual.
2. Isolasi:
Isolasi adalah pencegahan kawin di antara kelompok kawin silang karena hambatan fisik (misalnya, geografis, ekologis) dan biotik (misalnya, fisiologis, perilaku, mekanik, genetik). Setiap faktor yang mencegah perkawinan silang dikenal sebagai mekanisme isolasi. Mekanisme isolasi mencegah perkawinan silang melalui tiga metode (Mayr, 1963)— (i) Pembatasan penyebaran acak, (ii) Pembatasan perkawinan acak dan, (iii) Pembatasan fertilitas. Isolasi reproduksi dijelaskan di sini.
Isolasi Reproduksi:
Isolasi reproduksi adalah pencegahan kawin silang antara populasi dari dua spesies yang berbeda. Menurut Mayr mekanisme isolasi reproduksi adalah sifat biologis individu yang mencegah perkawinan silang populasi simpatrik alami. Ini mempertahankan karakter spesies tetapi dapat menyebabkan asal spesies baru. Dua subtipe utama dapat dipertimbangkan dalam isolasi reproduksi: isolasi sebelum kawin dan isolasi setelah kawin.
(a) Premating atau Prezygotic Isolasi:
Faktor utama yang beroperasi di bawah sub-tipe ini adalah:
Isolasi Mekanis:
Morfologi alat kelamin, atau organ reproduksi (laki-laki dan perempuan) dari dua populasi mungkin sangat rumit dan berbeda; akibatnya, persetubuhan antara pejantan dari satu populasi dan betina dari populasi lainnya, gagal terjadi. Isolasi mekanis umum di antara spesies serangga. Pada tanaman tertentu, struktur bunganya sangat rumit, dan ini mencegah penyerbukan silang antara spesies terkait.
Isolasi Psikologis:
Perbedaan perilaku membatasi perkawinan acak individu jantan dan betina dari spesies yang berbeda. Perbedaan perilaku telah diamati terutama selama pacaran, yang merupakan fenomena seksual yang penting, yang melibatkan serangkaian rangsangan dan tanggapan, antara pasangan kawin. Nyanyian burung, perilaku pacaran, dll. Juga dapat memainkan peran yang efektif dalam perkawinan.
Isolasi Musiman:
Ini juga berfungsi sebagai penghalang yang efektif untuk aliran gen. Di sini, masa kawin individu kawin berbeda untuk spesies yang berbeda. Beberapa contoh dapat dikutip dari burung untuk menggambarkan isolasi musiman karena perbedaan periode berkembang biak.
Isolasi Gamet:
Dalam bentuk akuatik yang hidup bebas, di mana pembuahannya di luar, gamet yang dihasilkan oleh spesies yang berbeda biasanya tidak menarik satu sama lain dan penghalang semacam ini dikenal sebagai isolasi gametic.
(b) Isolasi Post-kawin atau Postzigotik:
Faktor utama yang beroperasi di bawah subtipe ini adalah:
Ketidakcocokan:
Dalam beberapa kasus, perkawinan terjadi antar populasi, tetapi pembuahan mungkin tidak terjadi; atau bahkan pembuahan dapat terjadi, tetapi keturunan hibrida tidak akan terbentuk. Pada tanaman, tabung serbuk sari gagal tumbuh dan tidak akan mencapai bakal biji.
Ketidakmampuan Hibrid:
Di sini, pembuahan normal terjadi, dan keturunan hibrida juga terbentuk, tetapi kelangsungan hidup hibrida berkurang. Ketidakmampuan hibrida dapat muncul pada setiap tahap perkembangan.
Sterilitas Hibrid:
Dalam banyak kasus, hibrida mungkin kuat dan hidup sampai dewasa secara seksual, tetapi steril. Kuda dan keledai adalah dua spesies yang berbeda; bagal hibrida dihasilkan dari perkawinan keledai jantan dan kuda betina (kuda betina). Demikian pula perkawinan antara kuda jantan (kuda jantan) dan keledai betina, menghasilkan hibrida yang disebut hinny. Bagal dan hinny sama-sama steril.
Perincian Hibrid:
Dalam beberapa kasus, tidak hanya hibrida F] kuat yang diproduksi, tetapi juga, hibrida ini menghasilkan individu F2 dari keturunan silang balik. Sayangnya, kerusakan hibrida menghasilkan F 2 dan generasi silang balik, karena individu-individu ini telah mengurangi kekuatan kesuburan atau keduanya.
Pencapaian isolasi reproduksi melalui efek gabungan dari mekanisme isolasi tampaknya merupakan langkah penting dalam spesiasi.
Beberapa hewan dari spesies berbeda dapat menghasilkan hibrida yang subur di penangkaran. Tidak ada penghalang untuk hibridisasi antara spesies-spesies ini yang berkembang selama isolasi mereka yang lama satu sama lain. Seleksi alam tidak mendukung pengurangan hibridisasi.
Contoh spesies yang berkembang biak di penangkaran dan menghasilkan hibrida yang subur adalah (i) singa betina Afrika (Panthera leo) dan harimau Asia (Panthera tigris) menghasilkan ‘harimau’, (ii) beruang kutub dan beruang coklat Alaska (iii) mallard (bebek) dan bebek pintail dan (iv) ikan platy dan swordtail. Penting untuk dicatat bahwa spesies ini tidak kawin silang dalam kondisi alami.
3. Keturunan:
Transmisi karakteristik atau variasi dari induk ke keturunannya disebut hereditas yang merupakan mekanisme evolusi yang penting. Organisme yang memiliki ciri turun-temurun yang bermanfaat, baik di lingkungan asli hewan atau di lingkungan lain, diunggulkan dalam perjuangan untuk bertahan hidup. Dengan demikian, keturunannya dapat memperoleh manfaat dari karakteristik menguntungkan orang tuanya.
4. Seleksi Alam (Seleksi):
Ini adalah teori yang paling banyak diterima mengenai mekanisme kausal utama dari perubahan evolusioner yang dikemukakan oleh Charles Darwin dan Alfred Russel Wallace. Ini hasil dari reproduksi diferensial (beberapa anggota populasi menghasilkan keturunan yang melimpah, beberapa hanya sedikit dan yang lainnya tidak), satu fenotipe dibandingkan dengan fenotipe lain dalam populasi yang sama.
Ini menentukan bagian relatif dari genotipe berbeda yang dimiliki dan diperbanyak individu dalam suatu populasi. Menurut Darwinisme mekanisme kelangsungan hidup dan kesuburan yang mempengaruhi keberhasilan reproduksi atau mendorong reproduksi diferensial disebut seleksi. Tetapi menurut pandangan modern, seleksi adalah perbedaan yang konsisten dalam kontribusi berbagai genotipe pada generasi berikutnya.
5. Spesiasi (Asal spesies baru):
Populasi suatu spesies yang ada di lingkungan yang berbeda dan dipisahkan oleh hambatan geografis dan fisiologis, mengakumulasi perbedaan (variasi) genetik yang berbeda karena mutasi, rekombinasi, hibridisasi, penyimpangan genetik, dan seleksi alam. Oleh karena itu, populasi ini menjadi berbeda satu sama lain secara morfologis dan genetik, dan mereka menjadi terisolasi secara reproduktif, membentuk spesies baru.
