Selamat datang di ForSa! Forum diskusi seputar sains, teknologi dan pendidikan Indonesia.

Selamat datang, Pengunjung. Silahkan masuk atau mendaftar. Apakah anda lupa aktivasi email?

Juni 18, 2021, 12:14:30 AM

Masuk dengan nama pengguna, kata sandi dan lama sesi

Topik Baru

Artikel Sains

Anggota
Stats
  • Total Tulisan: 139653
  • Total Topik: 10396
  • Online Today: 34
  • Online Ever: 441
  • (Desember 18, 2011, 12:48:51 AM)
Pengguna Online
Users: 0
Guests: 28
Total: 28

Ikuti ForSa

ForSa on FB ForSa on Twitter

Penulis Topik: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi  (Dibaca 10536 kali)

0 Anggota dan 1 Pengunjung sedang melihat topik ini.

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Berikut penjelasan masalah peran population genetics dalam evolusi. Beda dengan thread2 lain yang banyak membahas studi kualiitatif teori evolusi lewat argumen2 yang selalu disanggah, kali ini saya berusaha menjelaskannya dari aspek teknis kuantitatifnya. Sebelumnya perlu diingat bahwa ini adalah hasil penelitian dan studi kuantitatif dan bukan argumen kualitatif dan saya rasa memiliki kekuatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan argumen kualitatif. Dan akhirnya, mohon maaf kalau penjelasannya panjang sehingga saya potong2. Selamat membaca..
Tantum valet auctoritas, quantum valet argumentatio

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #1 pada: Desember 27, 2009, 01:32:09 PM »
Seiring dengan pesatnya kemajuan teknolgi di bidang biologi molekuler, aspek-aspek ilmu genetika juga mengalami perkembangan yang sangat pesat. Aspek yang dimaksud masuk ke dalam ranah ilmu genetika yaitu clasical genetics, molecular genetics dan population genetics. Quantitative genetics yang membahas secara mendalam berbagai macam sifat kuantitatif seperti tinggi badan, berat badan, IQ, kepekaan terhadap penyakit, dan sebaginya masuk ke dalam ilmu population genetics. Ilmu population genetics pula yang mendukung teori evolusi yang dikemukaan oleh Charles Darwin 150 tahun lalu. Ilmu ini menggunakan berbagai macam pendekatan statistik untuk membuktikan, menjelaskan atau mendeteksi adanya perubahan organisme dalam lingkungan oleh sebab adanya dorongan evolusi (evolutionary force). Dari sinilah lahir istilah Neo-Darwinism

Dalam Neo-Darwinism, evolusi dideskripsikan sebagai perubahan frekuensi alel yang ada dalam populasi di tempat dan waktu tertentu oleh sebab adanya evolutionary force. Evolutionary force yang dimaksud di sini terdiri dari (1) Mutation, sebagai the building block of evolution, ia cenderung meningkatkan variasi genetis atau frekuensi alel yang menjadi subyek seleksi alam; (2) Natural Selection, terdiri dari directional selection, stabilizing selection dan disruptive selection; (3) random genetic drift, yang cenderung menekan variasi genetis; (4) Non-random mating yang meningkatkan homozigositas fenotip tanpa mempengaruhi frekuensi alel; (5) migration, yang mendorong kesamaan frekensi alel antar populasi yang berbeda.

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #2 pada: Desember 27, 2009, 01:33:37 PM »
Sebelum melangkah lebih jauh, alangkah baiknya jika kita mengenal bagaimana cara menghitung frekuensi alel dalam suatu populasi. Misalkan dalam suatu populasi, terdapat 2 alel dalam satu lokus, yaitu A1 dan A2, maka dalam populasi tersebut hanya ada variasi genotip individu sebagai berikut  A1A1, A1A2, dan A2A2.  Jika dalam populasi tersebut diketahui berjumlah 500 orang dan individu dengan genotip A1A1 = 245, A1A2 = 150 dan A2A2 = 105, maka frekuensi masing-masing alel dalam gene pool, yaitu A1 dan A2 bisa dihitung sebagai berikut :
Frekuensi A1= [(2 x 245) + (1 x 150)] / 1000 = 0,64
Frekuensi A2= [(2 x 105) + (1 x 150)] / 1000 = 0,36
Di sini 1000 artinya dalam gene pool yang terdiri dari 500 individu terdapat 1000 alel sebab masing-masing individu memiliki 2 alel atau diploid. Pada individu A1A1 terdapat dua alel A1, sedangkan dalam individu A1A2 terdapat satu alel A1.

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #3 pada: Desember 27, 2009, 01:35:06 PM »
Langkah selanjutnya adalah mengetahui apakah individu dengn alel tertentu memiliki kemampuan adaptasi lebih unggul dibandingkan alel lain yang dinyatakan dengan fitness, kita harus menghitung dulu nilai fecundity dan survival dari keturunan yang dihasilkan oleh individu dengan genotipe tertentu. Fecundity adalah kemampuan organisme untuk mengasilkan keturunan atau dengan kata lain rata-rata keturunan yang dilahirkan oleh organisme dengan genotpe tertentu dalam populasi bersangkutan. Survival adalah kemampuan keturunan tersebut untuk tetap hidup sampai masa reproduksi. Produk antara fecundity dan survival adalah fitness. Kita ambil contoh pada wolf spider betina yang menghasilkan keturunan sperti pada tabel dibawah ini.

Genotipe  fecundity   Survival    Fitness    Relative fitness
A1A1        230       0,0200        4,6          1.00
A1A2        280       0,0150        4,2          0,91
A2A2        190       0,0100        1,9          0,41   

Pada tabel di atas tampak bahwa individu homozygote A1 memiliki fitnes paling besar walaupun fecundity nya sedikit lebih rendah daripada heterozygote tapi memiliki survival yang lebih tinggi. Konsep relative fitness lebih sering dipakai dalam population genetics dibandingkan dengan absolute fitness. Dalam relative fitness, individu dengan genotipe tertentu yang memiliki fitness tertinggi dianggap memiliki fitness sebesar 1, sedangkan yang lainnya kurang dari 1 seperti tampak pada kolom terakhir tabel di atas. Dengan kata lain individu dengan kemampuan adaptasi paling tinggi memiliki fitness sebesar 1,00.
« Edit Terakhir: Desember 27, 2009, 01:52:12 PM oleh Hendy wijaya, MD »

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #4 pada: Desember 27, 2009, 01:36:12 PM »
Dari penjelasan di atas tampak adanya proses seleksi terhadap individu dengan genotipe tertentu, yang dalam hal ini yaitu seleksi terhadap alel A2. Besarnya seleksi yang dialami oleh individu dengan genotip tertentu dinyatakan dengan bilangan coefficient of selection Hubungan antara fitness dengan coefficient of selection (s) dapat dinyatakan sebagai berikut :
            coefficient of selecion (s) = 1 – fitness (F)
Dari contoh dalam tabel di atas, dapat dihitung coefficient of selection (s) nya, yaitu sebesar 0,59.

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #5 pada: Desember 27, 2009, 01:38:53 PM »
Dalam lingkungan yang sesungguhnya, alel tertentu bisa mempengaruhi kemampuan beradaptasi (fitness) individu tidak selalu secara langsung, artinya, fenotip yang dihasilkan oleh genetotip tertentu tidak secara langsung menentukan kemampuan hidupnya, tapi lebih menentukan kemampuan hidup individu tersebut melalui melalui interaksinya dengan lingkungan. Misalkan kemampuannya berkamuflase suatu organisme sangat bergantung pada genotipe yang mengkode warna pigmen dan kondisi lingkungan di mana organisme itu hidup. Semakin baik kemampuan berkamulflase maka semakin tinggi pula ia terhindarkan dari predator, akibatnya, alel yang mengkode sifat terkait lebih banyak diturunkan pada generasi berikut daripada alel lain. Contoh mekanisme seleksi seperti ini tampak pada salah satu jenis kupu Biston betularia di Inggris (lihat gambar). Sebelum era industrialisasi di Inggris, banyak pohon masih berwarna terang, sehingga kupu berwarna terang lebih terkamuflase dan terhindarkan dari predator daripada kupu berwarna gelap. Di sini alel pengkode pigmen gelap dominan terhadap alel pengkode pigmen terang. Namun, saat era industrialisasi, dimana banyak sekali polusi udara yang membuat warna kulit pohon menjadi lebih gelap, kupu dengan warna gelap lebih adapted dibandingkan dengan kupu berwarna terang, akibatnya frekuensi alel untuk mengkode pigmen warna gelap lebih banyak atau meningkat.
Silahkan lihat di http://en.wikipedia.org/wiki/File:Lichte_en_zwarte_versie_berkenspanner.jpg untuk tau gambar kupu2nya.
« Edit Terakhir: Desember 27, 2009, 01:42:34 PM oleh Hendy wijaya, MD »

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Efek Seleksi Alam pada Frekuensi Alel di Generasi Berikut
« Jawab #6 pada: Desember 27, 2009, 01:45:20 PM »
Seperti yang telah disebutkan di atas, seleksi alam dapat meningkatkan frekuensi alel yang menghasilkan fenotipe dengan fitness tertinggi. Perhitungan mengenai efek seleksi alam ini kita ambil contoh yang sama pada pada tabel di atas, namun kali ini individu heterozygote memiliki relative fitness sama dengan individu homozygote yaitu 1,00 sebagai berikut:

Genotipe     frekuensi genotipe P   relative fitness       kontribusi              frekuensi genotipe P’
A1A1          (0,64)2= 0,41          1.00                      0,41                      0,41/0,92 = 0,44
A1A2          (0,36)(0,64)=0,46     1,00                     0,46                       0,46/0,92 = 0,50
A2A2          (0,36)2 = 0,13          0,41                     0,05                       0,05/0,92 = 0,06
                  total = 1                                    total = 0,92                total = 1
« Edit Terakhir: Desember 27, 2009, 01:56:16 PM oleh Hendy wijaya, MD »

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Efek Seleksi Alam pada Frekuensi Alel di Generasi Berikut
« Jawab #7 pada: Desember 27, 2009, 01:57:50 PM »
Perhitungan frekuensi P di atas berdasarkan hukum Hardy-Weinberg. Dari Perhitungan di atas tampak bahwa total frekuensi alel pada generasi berikut (P’) mengceil sebab adanya seleksi pada alel tertentu, dalam hal ini alel A2 dalam genotip homozygote A2. Dalam generasi berikutnya, frekuensi genotipe  A1A1 menjadi 0,44, genotipe A1A2 menjadi 0,50, dan genotipe A2A2 menjadi 0,06. Frekuensi genotipe A2A2 turun dari 0,13 menjadi 0,06, yaitu tinggal separuhnya! Dari perhitungan ini dapat diketahui bahwa frekuensi alel A2 pada generasi berikut menjadi :
                                            (0,06) + (0,5 x 0,50) = 0,31
Yakni mengalami pernurunan sebesar 0,36-0,31 = 0,05 atau sekitar 5%. Jika frekuensi A1 dinyatakan sebagai p dan frekuensi A2 dinyatakan sebagai q, maka perbedaan frekuensi A2 antara generasi parental dan f1 dinyatakan dalam Δq = -0,05. Sedangkan frekuensi alel A1, dengan cara perhitungan yang sama dengan alel A2 mengalami peningkatan sebesar 0,05 atau 5%.
« Edit Terakhir: Desember 27, 2009, 02:05:31 PM oleh Hendy wijaya, MD »

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Efek Seleksi Alam pada Frekuensi Alel di Generasi Berikut
« Jawab #8 pada: Desember 27, 2009, 02:02:39 PM »
Contoh di atas menggambarkan jika dominasi (dominance) A1 adalah complete dominance, artinya, fenotipe dari heterozygote memiliki sifat yang sama persis dengan homozygote A1 sehingga seleksi alam tidak bisa “mendeteksi” adanya alel A2 dalam keadaan heterozygote. Hal ini tidak selalu benar pada dunia nyata. Sebab kadangkala, ada alel yang tidak menunjukkan sifat demkian dalam hal dominasi, tapi memiliki derajat dominasi sampai nilai tertentu yang dinayatakan dalam level of dominance (h). Alel dengan sifat demikian dikatakan memiliki efek additif (additive effects). Lihat contoh pada tabel berikut ini :

Genotipe     frekuensi genotipe P    relative fitness          kontribusi              frekuensi genotipe P’
A1A1            (0,64)2= 0,41                 1.00                        0,41                    0,41/0,83 = 0,49
A1A2            2 (0,36)(0,64)=0,46         0,80                        0,37                    0,37/0,83 = 0,44
A2A2            (0,36)2 = 0,13                0,41                        0,05                    0,05/0,83 = 0,06
                     total = 1                                                 total = 0,83                   total = 1

Dengan data di atas, alel A2 mengalami penurunan sebesar 8%, lebih besar daripada tabel di atas. Dari sini tampak bahwa jika level of dominance menurun, maka alel A2 dalam keadaan heterozygote akan “terdeteksi” oleh seleksi alam.
« Edit Terakhir: Desember 27, 2009, 02:07:37 PM oleh Hendy wijaya, MD »

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Akhirnya...
« Jawab #9 pada: Desember 27, 2009, 02:04:07 PM »
Penejelasan ini hanyalah sepotong dari sekian banyak perhitungan dalam population genetics yang tentu saja tidak bisa diceritakan panjang x lebar dalam thread ini. Penjelasan saya ini juga belum mencakup penjelasan peran population genetics dalam menjelaskan seleksi alam yang terjadi pada quantitative traits sebagai dasar evolusi organisme  yang jauh lebih kompleks. Ingat, belum saya jelaskan semata-mata karena penjelasannya terlalu panjang untuk thread yang ada, dan bukan berarti teori evolsi tidak memiliki penjelasan atau belum mampu dijelaskan secara imiah dalam aspek population genetics.

reference :
Hyde, D. 2009. Population Genetics. In: Hyde, D. (Ed), Introduction to Genetics Principles, 1st Edition, (p. 790-811). New York: McGraw-Hill.

Kalau ada komentar atau yang kurang jelas, silahkan mengungkapkan pertanyaannya..
« Edit Terakhir: Desember 27, 2009, 02:09:56 PM oleh Hendy wijaya, MD »

Offline biobio

  • Moderator
  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 2.476
  • IQ: 221
  • Gender: Pria
  • Tjiasmanto, Wewin
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #10 pada: Januari 02, 2010, 08:17:11 AM »
Trims, Bung Hendy. Silahkan juga kalau ada komentar dari kreasionis?
"The pen is mightier than the sword"

Offline Hendy wijaya, MD

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 699
  • IQ: 25
  • Gender: Pria
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #11 pada: Januari 05, 2010, 01:36:22 PM »
Ingat juga prinsip evolusi yang semuanya sesuai dengan perhitungan matematis di atas. Saya akan mencoba menjabarkannya setiap prinsip fundamental dalam evolusi agar mudah dimengerti, yaitu
1). Setiap individu melahirkan berbagai macam variasi pada keturunanya
Saya rasa prinsip ini sudah jelas, setiap individu selalu melahirkan keturunan dengan berbagai macam variasi akibat intragenic mutation, duplikasi, segmen shuffling, dan horizontal transfer. Perubahan genotip akan menghasilkan variasi fenotip, misalkan tinggi badan, kekuatan otot, dll.
2) Variasi dalam masing-masing individu tersebut dapat diwariskan pada keturunanya, sebab variasi trait berkorelasi dengan genotip yang dimiliki masing2 individu.
3). Setiap individu "overproduce" keturunan. Fenomena ini mencerminkan kecenderungan spesies untuk menghasilkan keturunan sebanyak-banyaknya.
4). Hanya individu yang paling "match" dengan kondisi lingkungan atau bisa disebut adaptif lah yang bisa sintas dalam lingkungan.

Semua prinsip ini sangat sesuai dengan perhitungan di atas. Dalam hal ini, contoh trait yang menunjukkan variasi dan mengalami tekanan seleksi adalah trait warna kulit yang ditentukan oleh pigmen. Pigmen dihasilkan oleh metabolisme prekursor melalui sejumlah enzim yang dikode oleh gen, jadi variasi warna kulit ditentukan oleh gen. Gen diwariskan kepada setiap keturunan. Varian keturunan tertentu yang memiliki gen tertentu lebih adaptif di lingkungan daripada varian keturunan lain dengan gen lain. Jadi, varian tertentu itu memiliki kesempatan lebih banyak untuk mewariskan gen nya pada keturunannya dibandingkan varian lain dengan gen lain.

Ini masih contoh dari pewarisan sifat yang tergolong meristic trait, belum pewarisan sifat yang tergolong continuum trait (seperti IQ, tinggi badan, tekanan darah, kadar hormon, besar otot dll) dan threshold trait (kecenderungan untuk menderita penyakit multifaktorial). Sebab untuk menjelaskan sifat-sifat yang poligenik multifaktorial tersebut saya harus menjelaskan terlebih dahulu apa itu heritability, QTL analysis (Quantitative Trait Loci), teknik-teknik statistik dan berbagai macam efek aditif dari gen. Semua penjelasan ini saya rasa  tidak mudah dimengerti bagi orang yang tidak pernah menjalani penelitian kuantitatif dan metode satatistik serta terlalu panjang untuk thread ini.

Itu secuil teori evolusi dari aspek population genetics. Dan tidak satu pun buku-buku Genetics PURE SCIENCE (bukan popular science) terbitan mutakhir yang sudah saya baca menentang teori evolusi.
Ada tanggapan/sanggahan?kok sepi?  ;D
« Edit Terakhir: Januari 05, 2010, 01:38:17 PM oleh Hendy wijaya, MD »

Offline cronny

  • Profesor
  • *****
  • Tulisan: 821
  • IQ: 11
Re: Fungsi Population Genetics menjelaskan peran Seleksi Alam dalam Evolusi
« Jawab #12 pada: Januari 05, 2010, 01:49:10 PM »
Kalau mengharapkan kaum kreasionis membantah via pembuktian kuantitatif yah ngak mungkin lah. Soal nya ini bukan di bidang mereka.

Mereka membantah kan karena sentimen agama..
God made me an atheist. Who are you to question his wisdom?

 

Related Topics

  Subyek / Dimulai oleh Jawaban Tulisan terakhir
15 Jawaban
21342 Dilihat
Tulisan terakhir Februari 26, 2010, 01:44:42 PM
oleh arydhamayanti
4 Jawaban
5936 Dilihat
Tulisan terakhir September 13, 2009, 05:53:12 AM
oleh Hendy wijaya, MD
12 Jawaban
63394 Dilihat
Tulisan terakhir September 04, 2016, 10:46:18 AM
oleh Monox D. I-Fly
2 Jawaban
15873 Dilihat
Tulisan terakhir September 10, 2011, 03:18:15 PM
oleh cupu
10 Jawaban
6528 Dilihat
Tulisan terakhir Juli 15, 2013, 05:35:50 AM
oleh Pi-One