Keanekaragaman genetik: pengertian, contoh, pentingnya

Keragaman genetik adalah variasi karakteristik yang ada diwariskan pada populasi spesies yang sama. Keragaman genetik melayani peran penting dalam evolusi dengan memungkinkan spesies untuk beradaptasi dengan lingkungan baru dan untuk melawan parasit.

Keragaman genetik berlaku untuk spesies peliharaan, yang biasanya memiliki tingkat rendah keragaman. Mempelajari keragaman genetik pada manusia dapat membantu para peneliti membentuk teori tentang asal-usul manusia.

Keanekaragaman gen adalah variasi atau perbedaan gen yang terjadi dalam suatu jenis atau spesies makhluk hidup. Contohnya, buah durian (Durio zibethinus) ada yang berkulit tebal, berkulit tipis, berdaging buah tebal, berdaging buah tipis, berbiji besar, atau berbiji kecil. Demikian pula buah pisang (Musa paradisiaca) memiliki ukuran, bentuk, warna, tekstur, dan rasa daging buah yang berbeda-beda.

Pisang memiliki berbagai varietas, antara lain pisang raja sereh, pisang raja uli, pisang raja molo, dan pisang raja jambe. Varietas mangga (Mangifera indica), misalnya mangga manalagi, cengkir, golek, gedong, apel, kidang, dan bapang. Sementara keanekaragaman genetik pada spesies hewan, misalnya warna rambut pada kucing (Felis silvestris catus), ada yang berwarna hitam, putih, abu-abu, dan cokelat.

Gen atau flasma nutfah adalah substansi kimia yang menentukan sifat keturunan yang terdapat dalam lokus kromosom. Tiap individu mahluk hidup mempunyai kromosom yang tersusun atas benang-benang pembawa sifat keturunan. Kromosom terdapat di dalam inti sel. Seluruh organisme yang ada dipermukan bumi ini mempunyai kerangka dasar komponen sifat menurun yang sama. Kerangka tersebut tersusun atas ribuan sampai jutaan faktor menurun yang mengatur tata cara penurunan sifat organisme.

Walaupun kerangka dasar gen seluruh organisme sama, namum komposisi, atau susunan, dan jumlah faktor dalam kerangka bisa berbeda-beda. Perbedaan jumlah dan susunan faktor tersebut akan menyebabkan terjadinya keanekaragaman gen. Perbedaan gen tidak hanya terjadi antar jenis, tetapi didalam satu jenis pun terjadi keanekaragaman gen.

Dengan adanya keanekaragaman gen, sifat-sifat didalam satu spesies bervariasi yang dikenal dengan istilah varietas, misalnya, ada varietas padi PB, rojo lele, dan varietas padi tahan wereng. Demikian juga dengan adanya berbagai varietas ayam ada ayam kampung, ayam hutan, dan ayam ras. Sekilas penampakan antarvarietas itu sama karena masih tergolong spesies yang sama. Akan tetapi, tiap varietas memiliki gen yang berbeda. gen memunculkan sifat-sifat yang khas yang dimiliki tiap-tiap varietas itu.

Makhluk hidup dalam sel mereka mengandung petunjuk dasar, atau cetak biru, untuk pengembangan mereka sendiri. Banyak petunjuk ini, yang disebut gen, menghasilkan karakteristik fisik yang mempengaruhi cara organisme berinteraksi dengan lingkungan mereka. Variasi dalam karakteristik seperti dalam spesies yang sama menimbulkan keragaman genetik.

Untuk spesies dapat beradaptasi dengan ekosistem yang selalu berubah, tingkat signifikan variasi harus hadir. Individu yang memiliki sifat yang menguntungkan akan terus mereproduksi, sementara mereka yang tidak tidak cenderung untuk meneruskan karakteristik mereka ke banyak keturunan.

Keanekaragaman sifat genetik pada suatu organisme dikendalikan oleh gen-gen yang terdapat di dalam kromosom yang dimilikinya.

Kromosom tersebut diperoleh dari kedua induknya melalui pewarisan sifat. Namun demikian, ekspresi gen suatu organisme juga dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tempat hidupnya. Contohnya bibit yang diambil dari batang induk mangga yang memiliki sifat genetik berbuah besar, bila ditanam pada lingkungan yang berbeda (misalnya tandus dan miskin unsur hara) kemungkinan tidak menghasilkan buah mangga berukuran besar seperti sifat genetik induknya.

Spesies peliharaan sering memiliki keragaman genetik tingkat rendah. Hal ini disebabkan oleh seleksi buatan, atau penangkaran preferensial, tanaman dan hewan yang diatur sifatnya oleh manusia menemukan hal yang lebih.

Meskipun hal ini dapat memiliki hasil positif jangka pendek, seperti panen yang lebih kaya, keragaman rendah di antara spesies peliharaan menimbulkan risiko. Sebuah virus baru berkembang atau strand bakteri dapat menyerang populasi organisme yang hampir identik dengan sangat cepat. Perlindungan dengan keragaman umumnya diwarkan dalam populasi liar akan hilang dalam skenario ini.

Irish Potato Famine antara 1845 dan 1852 disebabkan oleh parasit menyerang populasi besar kentang yang hampir identik. Parasit ini adalah jamur air bernama Phytophthora infestans. Kelaparan ini menyebabkan penduduk Irlandia, yang secara luas tergantung pada kentang untuk pangan mereka mengurangi konsumsei sebesar 20 sampai 25 persen.

Peningkatan keanekaragaman gen dapat terjadi melalui hibridisasi (perkawinan silang) antara organisme satu spesies yang berbeda sifat, atau melalui proses domestikasi (budidaya hewan atau tumbuhan liar oleh manusia). Contohnya adalah hibridisasi tanaman anggrek untuk mendapatkan bunga anggrek dengan warna beraneka ragam, hibridisasi sapi Fries Holland dengan sapi Bali, dan hibridisasi berbagai jenis tanaman atau hewan tertentu dengan spesies liar untuk mendapatkan jenis yang tahan terhadap penyakit.

Dengan hibridisasi akan diperoleh sifat genetik baru dari organisme-organisme pada satu spesies. Keanekaragaman gen pada organisme dalam satu spesies disebut varietas atau ras.

Keanekaragaman genetik mengacu pada keragaman (atau variabilitas genetik) dalam spesies. Setiap spesies memiliki gen yang merupakan sumber fitur uniknya: Pada manusia, misalnya, beragamnya wajah manusia mencerminkan individualitas genetik setiap orang. Istilah keanekaragaman genetik juga mencakup populasi spesies tunggal yang berbeda, seperti ribuan ras anjing yang berbeda atau berbagai variasi mawar.

Pengertian

Keragaman dapat berarti banyak hal. Dalam suatu ekosistem, keanekaragaman dapat merujuk pada jumlah spesies yang berbeda atau ceruk ekologis yang ada. Peningkatan skala, dalam suatu wilayah, bisa ada keanekaragaman ekosistem. Jika kita turun ke tingkat spesies, keanekaragaman genetik adalah seberapa banyak variasi genetik dalam suatu populasi.

Keragaman genetik penting karena semakin banyak gen dalam suatu populasi, semakin besar kemungkinan salah satu dari gen itu akan terbukti membantu dalam menghadapi ancaman seperti perubahan iklim atau penyakit baru. Keragaman genetik terkait dengan kemampuan suatu spesies untuk beradaptasi dengan lingkungan yang berubah.

Keragaman genetik manusia biasanya bervariasi berdasarkan lokasi geografis suatu populasi. Hal ini menyebabkan ahli biologi dan antropologi untuk mempelajari tingkat keragaman dalam upaya untuk memahami asal-usul manusia. Tingkat keragaman genetik di Afrika, misalnya, telah ditemukan lebih tinggi daripada di banyak daerah di dunia.

Para peneliti telah mengembangkan model asal-usul manusia dari bukti ini. Baru-baru ini Model Out-of-Afrika, yang menunjukkan manusia modern memiliki asal mula yang sama di Afrika, adalah salah satu contohnya.

Keanekaragaman hayati mengacu pada tingkat variasi semua makhluk hidup dalam suatu ekosistem. Pentingnya keanekaragaman hayati untuk ekosistem analog dengan pentingnya keragaman genetik untuk populasi. Kedua bentuk keragaman berkontribusi pada kesehatan dan ketahanan dari sistem yang lebih besar. Ketika tingkat keanekaragaman jatuh, kedua sistem kurang mampu beradaptasi dengan perubahan lingkungan.

Apa pentingnya Keanekaragaman genetik?

Variasi besar dari rangkaian gen yang berbeda juga menentukan kemampuan individu atau seluruh populasi untuk mentolerir stres dari faktor lingkungan apa pun.

Sementara beberapa individu mungkin dapat mentolerir peningkatan beban polutan di lingkungan mereka, yang lain, membawa gen yang berbeda, mungkin menderita infertilitas atau bahkan mati di bawah kondisi lingkungan yang sama persis. Sementara yang pertama akan terus hidup di lingkungan yang kedua harus meninggalkan atau mati. Proses ini disebut seleksi alam dan mengarah pada hilangnya keragaman genetik di habitat tertentu. Namun, individu yang tidak lagi hadir mungkin telah membawa gen untuk pertumbuhan yang lebih cepat atau untuk kemampuan untuk mengatasi lebih baik dengan faktor stres lainnya.

Bagaimana aktivitas manusia mempengaruhi Keanekaragaman genetik?

Setiap perubahan dalam lingkungan – yang disebabkan oleh manusia atau alam menyebabkan pemilihan peristiwa yang hanya yang paling bertahan hidup.

Dampak antropogenik terlihat jelas di zona pantai dan meningkatkan jumlah perubahan yang terjadi pada individu dan populasi. Tekanan seperti itu diberikan oleh:

  • seleksi buatan (panen, akuakultur)
  • degradasi habitat (mengarah pada pengurangan stok total dan dengan demikian meningkatkan kemungkinan inbreeding) dan
  • pelepasan ikan budidaya ke alam liar. Kegiatan-kegiatan ini mengurangi jumlah gen yang tersedia, sehingga meninggalkan populasi yang kurang mampu mentolerir perubahan alami atau antropogenik yang disebabkan oleh lingkungan.

Kegiatan-kegiatan ini mengurangi jumlah gen yang tersedia, sehingga meninggalkan populasi yang kurang mampu mentolerir gangguan alam atau manusia lebih lanjut di lingkungan.

Mengapa harus mencegah hilangnya keragaman genetik?

Hilangnya keragaman genetik sulit untuk dilihat atau diukur. Sebaliknya, pengurangan dan kepunahan populasi jauh lebih mudah dilihat. Kepunahan tidak hanya hilangnya seluruh spesies, tetapi juga didahului oleh hilangnya keragaman genetik dalam spesies.

Kehilangan ini mengurangi kemampuan spesies untuk melakukan peran inherennya di seluruh ekosistem.

Lebih jauh lagi, hilangnya keanekaragaman genetik dalam suatu spesies dapat mengakibatkan hilangnya sifat-sifat yang bermanfaat dan diinginkan (mis. Resistensi terhadap parasit). Berkurangnya keanekaragaman dapat menghilangkan pilihan untuk menggunakan sumber daya yang belum dimanfaatkan untuk produksi makanan, industri dan obat-obatan.

Contoh

1. Anjing Domestik

Manusia telah menciptakan ras anjing yang berbeda di dalam spesies dengan membiakkan individu secara selektif dengan sifat yang mereka inginkan. Variabilitas genetik dalam breed-breed ini berkurang karena ukuran populasi efektif dibatasi oleh manusia yang mengontrol akses mereka ke pasangan. Namun, variasi genetik di antara breed-breed telah meningkat ketika breed-breed yang berbeda menyimpang. Efek bersihnya adalah populasi yang memiliki lebih banyak keragaman genetik daripada sepupu liar terdekatnya, serigala.

2. Spesies Tumbuhan Kayu

Tanaman kayu, seperti pohon, cenderung memiliki lebih banyak keragaman genetik, secara keseluruhan, daripada tumbuhan vaskuler, seperti rumput. Ini berlaku baik di dalam populasi maupun di dalam spesies yang berbeda. Bagian dari keanekaragaman adalah karena ukuran jangkauan geografis masing-masing spesies dan seberapa jauh mereka dapat memindahkan informasi genetik mereka, misalnya melalui penyerbukan angin atau penyebar benih hewan. Namun, sebagian besar keanekaragaman tanaman kayu masih menjadi misteri dan kemungkinan terkait dengan sejarah evolusi masing-masing spesies.

3. Spesies Generalis vs Spesialis

Generalis adalah spesies yang sangat mudah beradaptasi yang dapat menyesuaikan perilaku dan diet mereka dengan lingkungan yang berubah. Coyote adalah contoh spesies generalis. Spesies spesialis, sebagai perbandingan, telah mengembangkan sifat-sifat yang sangat spesifik yang memungkinkan mereka mengambil keuntungan dari satu sumber daya tertentu. Burung kolibri adalah contoh spesies spesialis. Lingkungan dengan variabilitas lebih cenderung menyukai spesies generalis dan juga lebih banyak keragaman genetik dalam spesies. Walaupun ada banyak pengecualian, aturan umum mungkin bahwa generalis memiliki lebih banyak variabilitas genetik daripada spesialis, sebagian karena lingkungan mereka memerlukan lebih banyak adaptasi (lihat referensi

4. Cheetah

Contoh yang menunjukkan pentingnya keragaman genetik tidak selalu berasal dari spesies yang paling beragam. Cheetah mengalami kemacetan genetik sekitar 10.000 tahun yang lalu, suatu titik di mana populasi mereka berkurang menjadi jumlah yang sangat rendah dan hewan yang tersisa menjadi inbrida. Sebagian besar spesies bervariasi dalam sekitar 20 persen gennya, tetapi cheetah hanya bervariasi sebesar 1 persen. Variabilitas genetik yang rendah membuat gangguan genetik yang melemahkan dan bahkan mematikan lebih umum dan mengarah pada keberhasilan reproduksi yang rendah. Jika cheetah bertahan hidup sebagai spesies, mungkin ribuan tahun sebelum mereka sepenuhnya memulihkan keragaman genetiknya.