GENETIKA POPULASI DAN SPESIASI JAWABAN PERTANYAAN
disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Evolusi
oleh: Kelompok 7 / Biologi C 2013 Bonita Rachma F.
1303952
Fanny Azzahra
1307318
Ningtyas Arum Sari
1300200
Riyan Septianingrum
1303466
PROGRAM STUDI BIOLOGI DEPARTEMEN PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA BANDUNG 2016
GENETIKA POPULASI
1. Jelaskan peranan kesetimbangan Hardy-Weinberg dalam teori evolusi! Jawaban:
-
Untuk menghitung persentase populasi manusia yang membawa alel penyakit menurun tertentu. Misalnya untuk penyakit albino yang merupakan penyakit dimana seseorang kehilangan pigmen warna kulit disebabkan oleh satu alel resesif. Maka albino ini bertalian dengan frekuensi genotype homozigot resesif.
-
Memberikan dasar untuk melacak struktur genetik suatu populasi selama beberapa generasi.
-
Menghitung frekuensi alel dalam suatu kumpulan gen jika mengetahui frekuensi genotipenya atau sebaliknya menghitung frekuensi genotype kika diketahui frekuensi alel.
2. Jelaskan syarat-syarat berlakunya kesetimbangan Hardy-Wenberg! Jawaban:
a. Ukuran populasi yang cukup besar. Populasi dengan jumlah besar dapat dengan mudah memenuhi syarat hukum kesetimbangan frekuensi gen. Karena populasi yang besar dapat mempertemukan jodoh dari tiap-tiap pasangan alel secara acak. b. Populasi tersebut terisolasi. Bila populasi kecil dan tidak terisolasi maka dapat dengan mudah kita memahami adanya perubahan frekuensi gen bila ada anggota yang berpindah tempat. c. Jumlah mutasi setimbang. Mutasi yang setimbang tidak mengubah kesetimbangan anggun gen. jika mutasi gen tidak setimbang maka akan mengakibatkan berubahnya frekuensi gen dalam mutasi d. Perkawinan terjadi secara acak. e. Kemampuan reproduksi antar individu.
3. Kondisi mana yang paling memungkinkan dalam mempertahankan Teorema Hardy-Weinberg menurut Anda, beri alasan! Jawaban:
Kondisi yang memungkinkan dalam mempertahankan Teorema Hardy-Weinberg : a. Ukuran populasi yang sangat besar b. Terisolasi dari populasi yang lainnya c. Tidak terjadi mutasi d. Perkawinan yang terjadi secara acak (random) e. Tidak terjadi peritiwa seleksi alam.
4. Di suatu wilayah dari 1000 orang diperiksa golongan darahnya menurut system ABO, ditemukan 130 orang mempunyai golongan darah A, 280 orang golongan darah B, 230 AB, 360 golongan darah O, tentukan berapa: a. Frekuensi alel IA, IB dan I O pada populasi tesebut b. Dari 130 rang bergolongan darah A, berapa diperkirakan homozigot I A dan IA? c. Dari 280 orang bergolongan darah B, berapakah yang diperkirakan heterozigot IB IO? Jawaban:
a. Andaikan p = frekuensi alel IA, q = frekuensi alel IB, dan r = frekuensi alel IO menurut Hukum Hardy Weinberg. p2 IAIA + 2pr IAIO+ q2 IBIB + 2qr IBIO + 2pq I AIB + r 2 IOIO r 2 = frekuensi golongan O = 360/1000 = 0,36
r = √ 0,36 = 0,6 ( p + r ) 2 = frekuensi golongan A + golongan O = (130 + 360)/1000 = 0,49
( p + r ) = √ 0,49 = 0,7 p = 0,7 – 0,6 = 0,1 karena ( p + q + r ) = 1, maka q = 1 – ( p + r ) q = 1 – ( 0,1 + 0,6 ) = 0,3 jadi frekuensi alel IA = p = 0,1 frekuensi alel IB = q = 0,3 frekuensi alel IO = r = 0,6 b. Frekuensi genotip IAIA = p2 = ( 0,1 ) 2 = 0,01 Jadi dari 130 orang yang bergolongan darah A yang diperkirakan homozigot I AIA = 0,01 x 1000 orang = 10 orang
c. Frekuensi genotip IBIO = 2qr = 2 ( 0,3 x 0,6 ) = 0,18 Jadi dari 150 orang yang bergolongan darah B yang diperkirakan heterozigotik IBIO = 0,18 x 1000 orang = 180 orang.
5. Misalkan disuatu daerah terdapat 9% pria buta warna, penyakit buta warna terpaut pada kromosom x, dimana wanita memiliki kode kromosom xx dan pria adalah xy, tentukan berapa: a. Presentase wanita buta warna b. Presentase wanita normal Jawaban:
Alel normal= p, alel buta warna = q Maka pria buta warna x by, dengan frekuensi q= 9% =0,09dan p = 1-0,09=0,91 Frekuensi alel q = q = 0,09 Frekuensi alel p = 1 – 0,09 = 0,91 a. Wanita buta warna = q2 = (0,09)2= 0,0081 x 100 %= 0,81% b. Wanita normal dengan frekuensi = p 2 = (0,91)2 = 0,8281 = 0.8281 x 100% = 82,81%
6. Misalkan di suatu daerah terdapat tanaman bunga
Rose dengan
alel A (merah),
Aa (merah muda), dan a (putih), bila frekuensi alel A = 0.6, alel a = 0.4, dan pada setiap generasi terjadi laju mutasi dari a ke A = 5%, a. Kapan mulai terjadi proses evolusi dari populasi bunga tersebut? b. Pada generasi ke berapa hasil evolusi mulai nampak? Jawaban:
a. Proses evolusi pada bunga tersebut dimulai pada saat terjadi mutasi pada generasi yang
dihasilkan.
Karena
mutasi
merupakan
evolusi
dalam
skala
kecil
(mikroevolusi). Maka jika sudah terjadi mutasi dari a ke A, saat itu pula evolusi mulai terjadi. b. Hasil evolusi mulai nampak jika frekuensi alel sudah tidak sesuai/seimbang karena terjadinya mutasi dari a ke A yang menyebabkan dalam populasi bunga tersebut lebih banyak tanaman dengan alel A.
7. Jelaskan apa yang dimaksud mikroevolusi dan kemungkinan penyebabnya? Jawaban:
Mikroevolusi adalah perubahan yang terjadi dalam suatu kumpulan gen yang menyebabkan terjadinya evolusi dalam skala kecil, mikroevolusi dapat berlangsung walaupun frekuensi alel yang berubah hanya terjadi pada sebuah lokus gen tunggal saja. Terdapat lima hal potensial yang menyebabkan terjadinya mikroevolusi, yaitu hanyutan genetik, aliran gen, mutasi, perkawinan tidak acak (selektif), dan seleksi alam.
8. Berdasarkan materi dari internet yang anda dapat, berikan gambaran umum mengenai genetika populasi! Jawaban:
Genetika Populasi merupakan bagian dari genetik yang mempelajari atau melukiskan konsekuensi pewarisan mendel dari suatu populasi dalam bahasa (terminologi) matematik. Genetik populasi berhubungan dengan frekuensi dan interaksi alel dalam suatu populasi mendel (medium populasi), yaitu suatu kelompok interbreeding dari organisme yang masing-masing memiliki gen pool .
SPESIASI
1. Ada dua istilah berbeda tetapi saling berkaitan dalam pembahasan kita, yaitu spesies dan spesiasi. Bagaimana keterkaitan antara kedua hal tersebut? Jawaban:
Keterkaitan antara kedua hal tersebut yaitu bahwa spesies yang merupakan suatu kelompok organisme dimana anggotanya ini memiliki kemampuan bentuk dan dapat melakukan perkawinan secara bebas di alam dan menghasilkan keturunan fetil serupa induknya serta terpisah secara reproduktif dengan spesies lain. Maka adanya spesies ini yang dikelompokkan seperti hal berikut akan berproses menjadi pembentukan suatu spesies baru yang dinamakan spesiasi. Spesiasi ini tidak lain hadir atau terbentuk karena adanya peran dari spesies di dalamnya.
2. Terdapat dua pandangan terhadap spesiasi, setuju dan tidak setuju bahwa spesiasi masih terjadi sampai saat ini. Jelaskan apa pendapat anda dalam hal tersebut! Jawaban:
Pendapat saya mengenai hal tersebut adalah saya setuju dengan pendapat bahwa spesiasi ini masih terus berjalan hingga saat ini. Hal ini disebabkan karena masih adanya variasi genetik antar individu maupun di lingkungan yang secara fisik masih terus berubah. Walaupun proses terjadinya ini akan berjalan dan butuh waktu yang lama untuk berubah namun perlahan suatu hal itu ada perubahan. Faktor yang menyebabkan perubahan itu bisa terjadi secara internal maupun eksternal seperti adanya penyakit genetis pada individu, kemudian yang eksternalnya seperti timbul bencana alam berupa glasiasi, gunung meletus, tsunami dan sebagainya.
3. Apa persamaan dan perbedaan antara makroevolusi dan mikroevolusi? Jawaban: No.
1.
Perbedaan
Skala
Makroevolusi
Mikroevolusi
Perubahan evolusi yang Proses evolusi yang hanya dapat
mengakibatkan
mengakibatkan
perubahan dalam skala
dalam
skala
yang besar..
mengarah
perubahan kecil,
pada
yaitu
perubahan
frekuensi gen atau kromosom.
. 2.
Arah perubahan
Dapat mengarah kepada terbentuknya
Perubahan di bawah tingkat
species spesies".
baru. Persamaan dari makroevolusi dan mikroevolusi yaitu keduanya terjadi dengan cara
atau mekanisme yang sama dan alasan yang sama. Mekanisme tersebut yaitu mutasi, migrasi, seleksi alam, dan hanyutan genetika.
4. Mengapa pemisahan geografi sangat memungkinkan untuk terjadi proses spesiasi alopatrik, parapatrik, atau peripatrik? Jawaban:
Spesiasi/Speciation adalah suatu proses mengenai bagaimana spesies baru muncul. Spesiasi alopatrik, terjadi pada saat suatu populasi kecil memisah dari populasi moyangnya setelah terisolasi secara geografis. Spesiasi ini merupakan proses spesiasi yang terjadi di daerah yang berjauhan atauberlainan dari spesies yang sekerabat. Spesiasi parapatrik, merupakan spesiasi bersebelahan
dengan
daerah populasi
yang terjadi di daerah yang
moyangnya.
Suatu
spesies
sering
mempunyai daerah penyebaran yang sangat luas, sehingga penyebarannya meliputi lebih dari satu macam habitat dengan kondisi lingkungan berbeda. Karena ada perbedaan habitat maka setiap populasi mengalami seleksi alam yang berbeda. Dengan berjalannya waktu terbentuklah suatu populasiyang mampu
berinteraksi secara
kawin, sehingga dianggap
berbeda dan berbeda
spesies
tidak pada
daerah yang tetap bersebelahan. Spesies peripatrik merupakan proses spesiasi yang terjadi organisme
di
daerah pinggir
penyebaran
spesies
moyangnya.
Suatu
memiliki kisaran toleransi tertentu terhadap lingkungannya. Akibatnya
beberapa jenis akan menempati daerah tertentu. Lebih jauh dari daerah pusat penyebaran, persyaratan hidupnya makin berbeda sehingga diperlukan suatu keanekaragaman yang khusus untuk dapat hidup dan berkembang biak.
5. Mengapa pada daerah geografis yang sama juga dapat terjadi spesiasi simpatrik? Jawaban:
Karena tekanan seleksi di daerah yang sama akan selalu sama, maka proses spesiasi akibat seleksi alam tidak mungkin terjadi. Tapi meskipun tinggal pada daerah yang sama sebagian anggota populasi dapat terisolasi secara reproduksi, sehingga pada akhirnya akan terjadi spesiasi secara simpatrik meskipun pada daerah geografis yang sama.
6. Bagaimana proses gradualisme sehingga dapat membentuk spesies baru? Jawaban:
Dengan proses dan selang waktu yang lama, populasi di daerah pinggir akan berubah komposisi keanekaragaman genetiknya sehinggaa lambat laun akan menjadi spesies yang baru.
7. Bagaimana pula dengan model kesetimbangan bersela dalam proses spesiasi? Jawaban:
Spesies mengalami perbedaan akibat beberapa perubahan yang tiba-tiba dan bukan melalui perubahan yang bertahap. Spesies mengalami modifikasi morfologi ketika mereka memisah dari spesies moyangnya yang kemudian mengalami sedikit perubahan bahkan sampai menghasilkan spesies lain. spesiasi ini bisa disebabkan oleh perubahan dalam suatu genom.
8. Bagaimana eksaptasi dan heterokroni dapat memengaruhi munculnya struktur baru pada proses evolusi? Jawaban:
Asal Mula Struktur Baru Akibat Evolusi (Evolutionary Novelty) Pada jawaban ini akan menjawab pertanyaan proses apa saja yang menyebabkan perubahan evolusioner skala besar yang dapat kita lacak mela lui catatan fosil? Bagaimana, misalnya, suatu sifat atau ciri baru yang menentukan kelompok taksonomik di atas level spesies, seperti adaptasi terbang pada burung, muncul? Apa yang menyebabkan arah evolusi yang tampak dari catatan fosil menjadi semakin progresif, seperti peningkatan ukuran otak selama evolusi manusia? Ketiga konsep berikutnya akan memfokuskan pada proses yang relevan dengan pertanyaan mengenai makroevolusi. a.
Sebagian besar struktur baru akibat evolusi merupakan versi yang dimodifikasi dari struktur yang lebih tua. Catatan fosil menunjukkan bahwa burung berkembang dari garis keturunan dinosaurus yang hidup di daratan. Bagaimana vertebrata yang dapat terbang berkembang dari tetua yang tidak dapat terbang? Dalam pengertian yang lebih umum, bagaimana struktur baru akibat evolusi berkembang? Salah satu mekanismenya adalah perbaikan secara bertahap struktur yang telah ada untuk fungsi-fungsi baru. Banyak struktur biologis memiliki plastisitas evolusioner yang memungkinkan
terbentuknya berbagai fungsi alternatif. Istilah eksaptasi mengacu ke suatu struktur yang berevolusi dalam satu konteks dan kemudian memiliki fungsi yang lain. Konsep ini bukan berarti bahwa suatu struktur berkembang untuk mengantisipasi kegunaan di masa datang. Seleksi alam tidak dapat meramalkan masa depan dan hanya dapat memperbaiki struktur dalam konteks fungsinya saat ini. Tulang yang sangat ringan dan berlubang mirip sarang lebah pada burung yang memang homolog dengan tulang tetua burung yang hidup di darat. Namun demikian, tulang ringan berlubang tidak mungkin berkembang lebih dulu dari kemampuan terbang, seperti terlihat jelas di catatan fosil, maka tulang tersebut pasti memiliki beberapa fungsi di permukaan tanah. Mungkin tetua burung adalah dinosaurus yang gesit dan berkaki dua, yang juga telah diuntungkan karena memiliki rangka yang ringan. Mungkin saja bahwa bulu dan tungkai depan yang mirip sayap, yang meningkatkan luas permukaan tungkai depan ini, juga merupakan struktur yang dipilih sebagai organ terbang setelah berfungsi dalam kapasitas yang lain, seperti untuk memamerkan dri-dalam percumbuan, misalnya. Aktivitas terbang pada awalnya mungkin hanya merupakan loncatan jauh yang dilakukan saat mengejar mangsa atau menghindar dari pemangsa. Setelah
kemampuan terbang menjadi suatu keuntungan, seleksi alamm akan merombak ulang bulu dan sayap supaya lebih sesuai dengan fungsi tambahannya. Eksaptasi menawarkan satu penjelasan mengenai bagaimana ciri atau sifat baru dapat muncul secara perlahan-lahan melalui serangkaian tahapan intermediet, dimana masing-masing tahap memiliki beberapa fungsi dalam konteks organisme tersebut saat ini. Konsep struktur baru akibat evolusi dapat berkembang melalui pemodelan ulang struktur tua demi mengembangkan fungsi baru sesuai dengan pandangan Darwin yang menyatakan bahwa perubahan besar merupakan akumulasi banyak perubahan-perubahan kecil yang disebabkan oleh seleksi alam. b.
Gen yang mengontrol perkembangan berperan penting dalam pemunculan struktur baru akibat evolusi. Evolusi struktur kompleks, seperti sayap dan bulu, dari struktur yang
mendahuluinya memerlukan sangat banyak pemodelan ulang sehingga kemungkinan melibatkan sejumlah besar lokus gen. pada kasus lain, perubahan yang relatif sedikit dalam genom sudah dapat menyebabkan modifikasi struktur yang penting. Bagaimana perubahan genetik yang sangat sedikit dapat diperbesar sehingga meghasilkan perbedaan yang signifikan pada berbagai organisme. Gen yang memprogram perkembangan suatu organisme mengontrol laju, waktu dan pola perubahan spasial bentuk organisme ketika ia mengalami perubahan bentuk dari zigot hingga menjadi
dewasa. Sebagai contoh, pertumbuhan alometrik (bahasa Yunani, allos artinya “yang lain”, dan metron artinya “ukuran”), yaitu suatu perbedaan dalam l aju pertumbuhan relatif berbagai bagian tubuh, membantu membentuk suatu organisme. Mengubah sedikit saja laju pertumbuhan relatif ini sudah cukup untuk mengubah bentuknya secara signifikan saat dewasa. Sebagai contoh, pola alometrik yang berbeda turut mempengaruhi perbedaan yang mencolok antara bentuk tengkorak manusia dan simpanse. Alometri merupakan salah satu mekanisme dari sedikit perubahan pada perkembangan yang akan memberikan pengaruh yang sangat besar pada masa dewasa. Selain mempengaruhi laju pertumbuhan, perubahan genetik dapat juga mengubah pengaturan waktu peristiwa perkembangan itu sendiri-urutan bagian tubuh yang berbeda mulai dan berhenti berkembang. Pada beberapa spesies, perubahan dalam waktu perkembangan mengakibatkan paedomorfosis (bahasa Yunani. Paedos
artinya “anak” dan morphosis artinya “pembentukan”), dimana suatu organisme yang secara seksual sudah dewasa masih tetap mempertahankan sifat-sifat dari ciri yang
sebenarnya merupakan struktur juvenil pada evolusioner tetuanya. Sebagai contoh, sebagian besar spesies salamander melalui tahapan larva yang mengalami metamorfosis menjadi hewan dewasa. Akan tetapi, banyak spesies tumbuh mencapai ukuran dewasa dan menjadi dewasa secara seksual namun masih tetap mempertahankan insang dan ciri-ciri lain tertentu dari larva. Perubahan evolusioner dari waktu perkembangan seperti itu dapat menghasilkan hewan yang tampak sangat berbeda dari tetuanya. Perubahan dalam kronologi perkembangan juga penting dalam evolusi manusia. Manusia dan simpanse sangat dekat kekerabatannya karena diturunkan dari tetua yang sama. Diantara begitu banyak perbedaan anatomi antara kedua primata modern ini, hal yang dapat menjadi penyebab ciri alometrik yang berbeda dan variasi dalam pengaturan waktu perkembangannya adalah ukuran otak. Otak manusia secara proposional lebih besar dibandinngkan dengan otak simpanse karena pertumbuhan organ itu berdurasi jauh lebih lama pada perkembangan manusia. Dibandingkan dengan otak simpanse, otak kita tumbuh beberapa tahun lebih lama, yang dapat diartikan sebagai perpanjangan proses juvenil. Kita berhutang pada kebudayaan kita terhadap munculnya struktur baru akibat evolusi ini, karena dalam kebudayaan kita terdapat suatu masa kanak-kanak yang diperpanjang, di mana selama itu orang tua dan guru dapat mempengaruhi apa yang akan disimpan oleh otak muda yang masih tumbuh. Semua contoh perubahan temporal dalam perkembangan yang menciptakan pemunculan struktur baru akibat evolusi tersebut sesuai dengan katagori heterokroni, yaitu suatu istilah umum untuk perubahan evolusi dalam pengaturan waktu atau laju dari perkembangan.
