Mekanisme Evolusi

Mekanisme evolusi merujuk pada faktor dan proses biologis yang menyebabkan perubahan genetik dalam populasi seiring waktu, meliputi mutasi, hanyutan genetik, aliran gen, seleksi alam, perkawinan tidak acak, dan isolasi reproduktif. Perubahan frekuensi alel dari waktu ke waktu inilah inti dari proses evolusi.

Mutasi Gen

Mutasi gen adalah perubahan urutan DNA yang menciptakan variasi genetik baru sebagai bahan mentah evolusi. Sebagian besar mutasi bersifat netral atau merugikan, tetapi sebagian dapat memberi keuntungan adaptif. Contohnya mutasi hemoglobin yang menghasilkan sifat sel sabit: dalam kondisi homozigot menimbulkan penyakit, tetapi dalam kondisi heterozigot memberi resistensi terhadap malaria sehingga frekuensinya tinggi di daerah endemik malaria.

Hukum Hardy-Weinberg

Hukum Hardy-Weinberg, diajukan G. H. Hardy dan Wilhelm Weinberg pada 1908, menyatakan bahwa frekuensi alel dan genotipe dalam populasi tetap konstan dari generasi ke generasi selama tidak ada faktor evolusi yang bekerja. Jika frekuensi alel A adalah p dan alel a adalah q, berlaku p + q = 1 dan p² + 2pq + q² = 1, dengan p² sebagai frekuensi genotipe AA, 2pq sebagai frekuensi Aa, dan q² sebagai frekuensi aa.

Hukum ini hanya berlaku bila populasi berukuran besar, perkawinan berlangsung acak, tidak ada mutasi, tidak ada migrasi, dan tidak ada seleksi alam. Bila salah satu asumsi tidak terpenuhi, frekuensi alel dan genotipe akan berubah dari waktu ke waktu.

Perubahan Kesetimbangan Frekuensi Alel dan Genotipe dalam Populasi

Hanyutan Genetik (Genetic Drift)

Hanyutan genetik adalah perubahan acak frekuensi alel akibat peristiwa kebetulan, dan efeknya lebih besar pada populasi kecil. Efek bottleneck terjadi ketika populasi menyusut drastis akibat bencana atau perburuan sehingga variasi genetik hilang, seperti pada cheetah di Afrika. Efek pendiri terjadi ketika sekelompok kecil individu membentuk populasi baru yang terisolasi, seperti populasi manusia di Pulau Tristan da Cunha.

Aliran Gen (Gene Flow)

Aliran gen adalah perpindahan alel antarpopulasi melalui migrasi individu atau penyebaran gamet seperti serbuk sari. Aliran gen meningkatkan variasi genetik populasi penerima, mengurangi perbedaan antarpopulasi, dan mencegah spesiasi.

Mutasi

Mutasi menciptakan alel baru yang menjadi sumber variasi genetik bagi seleksi alam dan mekanisme evolusi lainnya. Meskipun banyak yang netral atau merugikan, sebagian mutasi memberi keuntungan adaptif pada kondisi tertentu.

Perkawinan yang Tidak Acak

Perkawinan asortatif terjadi ketika individu memilih pasangan bersifat mirip sehingga proporsi homozigot meningkat, misalnya pemilihan pasangan berdasarkan tinggi badan pada manusia. Perkawinan disasortatif terjadi ketika individu memilih pasangan bersifat berbeda sehingga frekuensi heterozigot meningkat, misalnya pada ikan guppy.

Seleksi Alam

• Seleksi stabilisasi: mendukung sifat menengah dan mengurangi variasi ekstrem, misalnya berat badan bayi manusia yang optimal berada pada rentang tengah.
• Seleksi arah: mendukung salah satu sifat ekstrem sehingga distribusi bergeser, misalnya resistensi serangga terhadap pestisida.
• Seleksi disruptif: mendukung kedua sifat ekstrem dan mengurangi sifat menengah, misalnya paruh burung finch yang sangat besar atau sangat kecil.

Terbentuknya Spesies Baru

Spesiasi adalah proses ketika suatu populasi berevolusi menjadi dua atau lebih spesies baru karena akumulasi perubahan genetik yang membuatnya tidak lagi dapat saling kawin atau menghasilkan keturunan subur.

• Spesiasi alopatrik: populasi terpisah oleh penghalang geografis seperti pegunungan atau lautan, contohnya burung finch di Kepulauan Galapagos.
• Spesiasi simpatrik: spesies baru terbentuk pada wilayah geografis yang sama karena perbedaan preferensi perkawinan atau mikrohabitat, contohnya ikan cichlid di Danau Victoria.
• Spesiasi parapatrik: dua populasi yang berbatasan mengalami adaptasi berbeda meski masih memiliki daerah kontak yang sempit.
• Spesiasi peripatrik: sekelompok kecil individu berpindah ke wilayah baru dan mengalami hanyutan genetik kuat sehingga terbentuk spesies baru.

Spesiasi melibatkan isolasi reproduktif yang dapat terjadi melalui isolasi geografi, isolasi habitat ketika populasi memilih habitat berbeda dalam wilayah yang sama, isolasi musim ketika waktu berkembang biak berbeda, isolasi perilaku ketika sinyal atau perilaku kawin tidak dikenali, serta isolasi mekanik ketika perbedaan anatomi alat reproduksi menghalangi perkawinan.