Aliran gen: mekanisme, konsekuensi, dan contoh

aliran gen atau aliran gen, dalam biologi, mengacu pada pergerakan gen dari satu populasi yang lain. Umumnya, istilah ini digunakan secara sinonim dengan proses migrasi – dalam pengertian evolusionernya.

Dalam penggunaannya yang umum, migrasi menggambarkan pergerakan musiman individu dari satu wilayah ke wilayah lain, untuk mencari kondisi yang lebih baik, atau untuk tujuan reproduksi. Namun, untuk ahli biologi evolusioner, migrasi melibatkan transfer alel dari satu set gen antar populasi.

Sumber: Jessica Krueger [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons

Dalam terang genetika populasi, evolusi didefinisikan sebagai perubahan frekuensi alel dari waktu ke waktu.

Mengikuti prinsip keseimbangan Hardy-Weinberg, frekuensi akan bervariasi setiap kali ada: seleksi, mutasi, penyimpangan dan aliran gen. Untuk alasan ini, aliran gen dianggap sebagai kekuatan evolusioner yang sangat penting.

Indeks artikel

Mekanisme aliran gen

Mekanisme dan penyebab yang mengawali pergerakan gen dalam suatu populasi sangat terkait dengan karakteristik yang melekat pada kelompok studi. Ini dapat terjadi karena imigrasi atau emigrasi individu tertentu dalam keadaan reproduksi atau, sebagai akibat dari pergerakan gamet.

Misalnya, satu mekanisme mungkin penyebaran sesekali bentuk remaja dari spesies hewan ke populasi yang jauh.

Dalam kasus tumbuhan , mekanismenya lebih mudah dijabarkan. Gamet tumbuhan diangkut dengan cara yang berbeda. Beberapa garis keturunan menggunakan mekanisme abiotik, seperti air atau angin, yang dapat membawa gen ke populasi yang jauh.

Demikian pula, ada penyebaran biotik. Banyak hewan pemakan buah berpartisipasi dalam penyebaran benih. Misalnya, di daerah tropis, burung dan kelelawar memainkan peran penting dalam penyebaran tanaman yang sangat penting bagi ekosistem.

Dengan kata lain, laju migrasi dan aliran gen bergantung pada kapasitas penyebaran dari garis keturunan yang dipelajari.

Migrasi dan keseimbangan Hardy-Weinberg

Untuk mempelajari pengaruh migrasi pada kesetimbangan Hardy-Weinberg, caral pulau sering digunakan sebagai penyederhanaan (caral migrasi pulau-benua).

Karena populasi pulau ini relatif kecil, dibandingkan dengan populasi daratan, setiap transfer gen dari pulau ke daratan tidak berpengaruh pada frekuensi genotipe dan alel daratan.

Karena alasan ini, aliran gen hanya akan berpengaruh pada satu arah: dari daratan ke pulau.

Apakah frekuensi alel bervariasi ?

Untuk memahami efek dari peristiwa migrasi ke pulau, perhatikan contoh hipotetis lokus dengan dua alel A 1 dan A 2 . Kita harus mencari tahu apakah perpindahan gen ke pulau menyebabkan variasi frekuensi alel.

Mari kita asumsikan bahwa frekuensi alel A 1 sama dengan 1 – yang berarti bahwa itu tetap dalam populasi, sedangkan di populasi benua itu adalah alel A 2 yang tetap. Sebelum pematangan individu di pulau itu, 200 individu bermigrasi ke sana.

Setelah aliran gen, frekuensi akan berubah, dan sekarang 80% akan menjadi “asli”, sedangkan 20% adalah baru atau kontinental. Dengan contoh yang sangat sederhana ini, kita dapat mendemonstrasikan bagaimana pergerakan gen menyebabkan perubahan frekuensi alel – sebuah konsep kunci dalam evolusi.

Konsekuensi dari aliran gen

Ketika ada aliran gen yang ditandai antara dua populasi, salah satu konsekuensi yang paling intuitif adalah bahwa proses ini bertanggung jawab untuk menipiskan kemungkinan perbedaan antara kedua populasi.

Dengan cara ini, aliran gen dapat bertindak berlawanan arah dengan kekuatan evolusioner lain yang berusaha mempertahankan perbedaan komposisi reservoir genetik. Seperti mekanisme seleksi alam, misalnya.

Konsekuensi kedua adalah penyebaran alel yang menguntungkan. Misalkan dengan mutasi muncul alel baru yang memberikan keuntungan selektif tertentu kepada pembawanya. Ketika ada migrasi, alel baru diangkut ke populasi baru.

Aliran gen dan konsep spesies

Konsep biologis spesies dikenal luas dan tentunya paling banyak digunakan. Definisi ini sesuai dengan skema konseptual genetika populasi, karena melibatkan kumpulan gen – unit di mana frekuensi alel berubah.

Jadi, menurut definisi, gen tidak berpindah dari satu spesies ke spesies lain – tidak ada aliran gen – dan karena alasan ini spesies menunjukkan karakteristik tertentu yang memungkinkan mereka untuk dibedakan. Mengikuti garis ide ini, aliran gen menjelaskan mengapa spesies membentuk ” cluster ” atau pengelompokan fenetik.

Lebih jauh lagi, gangguan aliran gen memiliki konsekuensi penting dalam biologi evolusioner: hal itu menyebabkan – dalam banyak kasus – peristiwa spesiasi atau pembentukan spesies baru. Aliran gen dapat terganggu oleh berbagai faktor, seperti adanya penghalang geografis, preferensi di tingkat pacaran, di antara mekanisme lainnya.

Kebalikannya juga benar: keberadaan aliran gen membantu semua organisme di suatu wilayah tetap sebagai spesies tunggal.

Contoh

Migrasi ular Nerodia sipedon adalah kasus aliran gen yang terdokumentasi dengan baik dari populasi benua ke sebuah pulau.

Spesies ini polimorfik: mungkin memiliki pola pita yang signifikan atau tidak memiliki pita sama sekali. Dalam penyederhanaan, pewarnaan ditentukan oleh satu lokus dan dua alel.

Secara umum, ular benua dicirikan dengan menunjukkan pola pita. Sebaliknya, mereka yang menghuni pulau-pulau tidak memilikinya. Para peneliti telah menyimpulkan bahwa perbedaan morfologis ini disebabkan oleh tekanan selektif yang berbeda yang dikenakan setiap wilayah.

Di pulau-pulau, individu cenderung berjemur di permukaan bebatuan di dekat tepi pantai. Tidak adanya pita ditunjukkan untuk memfasilitasi kamuflase di bebatuan pulau. Hipotesis ini dapat diuji dengan menggunakan eksperimen tagging dan recapture.

Untuk alasan adaptif ini, kita berharap populasi pulau terdiri dari organisme yang tidak terikat. Namun, ini tidak benar.

Setiap generasi datang kelompok baru organisme berpita dari benua. Dalam hal ini, migrasi bertindak sebagai kekuatan tandingan terhadap seleksi.

Referensi

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: ilmu pengetahuan dan alam . Pendidikan Pearson.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan Biologi . Ed. Medis Panamerika.
  3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Analisis evolusioner . Aula Prentice.
  4. Futuyma, DJ (2005). Evolusi. Sinauer.
  5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi (Vol. 15). New York: McGraw-Hill.
  6. Mayr, E. (1997). Evolusi dan keanekaragaman kehidupan: Esai terpilih . Pers Universitas Harvard.
  7. Soler, M. (2002). Evolusi: dasar Biologi . Proyek Selatan.