isolasi geografis adalah istilah yang digunakan dalam biologi evolusi dan ekologi untuk merujuk pada pemisahan spasial dari kelompok organisme. Hal ini dapat terjadi oleh peristiwa alam, seperti perubahan geologi daerah atau oleh struktur buatan.
Dalam kebanyakan kasus, spesies diisolasi oleh adanya penghalang alami dari berbagai jenis, baik itu lautan, danau, gunung, antara lain, yang dapat secara drastis mengurangi kontak antar individu dalam populasi.
Sumber: Oleh NASA [Domain publik], melalui Wikimedia Commons
Setelah dua kelompok individu terpisah, dua lingkungan tempat mereka terpapar memberikan tekanan selektif yang berbeda pada individu, memaksa mereka untuk mengikuti jalur evolusi yang berbeda.
Kekuatan evolusi seleksi alam dan pergeseran gen akan menyebabkan perubahan frekuensi alel dari kelompok baru, membedakan mereka dari populasi induk.
Tergantung pada besarnya pemisahan dan lamanya waktu itu dipertahankan, peristiwa spesiasi dapat terjadi: pembentukan spesies baru, sehingga meningkatkan keragaman kelompok.
Dengan cara yang sama, isolasi juga dapat menyebabkan kepunahan sekelompok individu, baik karena kurangnya keragaman genetik atau karena proses perkawinan sedarah.
Indeks artikel
Keuntungan dan kerugian
Isolasi geografis organisme dapat mengakibatkan dua proses: spesiasi, di mana spesies baru muncul atau kepunahan kelompok yang mengalami isolasi.
Di bawah ini kita akan menjelaskan secara mendalam setiap proses, memahami spesiasi sebagai “keuntungan”, karena meningkatkan keanekaragaman dan kepunahan sebagai “kerugian”:
Spesiasi
Proses pembentukan spesies baru menarik bagi para ahli biologi evolusioner. Ahli ornitologi Ernst Mayr berkontribusi besar pada deskripsi fenomena ini. Menurut Mayr, spesiasi dipengaruhi oleh dua faktor: isolasi dan divergensi genetik individu yang terlibat.
Pertama, agar dua populasi cukup terdiferensiasi untuk dianggap spesies, aliran gen di antara mereka harus diinterupsi. Dengan kata lain, mereka tidak boleh bereproduksi.
Kedua, divergensi genetik harus muncul selama periode isolasi sedemikian rupa sehingga jika individu bertemu lagi – karena runtuhnya penghalang yang awalnya memisahkan mereka – proses reproduksi tidak akan efisien dan keturunan mereka akan memiliki kebugaran yang relatif lebih rendah . daripada orang tua mereka.
Efektivitas proses isolasi geografis untuk menghasilkan spesiasi tergantung pada beberapa faktor intrinsik kelompok yang memisahkan, seperti kemampuan untuk bergerak.
Spesiasi alopatrik
Peristiwa isolasi geografis yang menimbulkan proses spesiasi melalui pemisahan penghalang yang tidak dapat diatasi disebut spesiasi alopatrik , istilah yang berasal dari akar bahasa Yunani yang secara harfiah berarti “di negara lain”.
Begitu spesies diisolasi secara fisik, mereka menghadapi kondisi lingkungan yang berbeda dan tekanan selektif yang membimbing mereka di sepanjang jalur evolusi yang berbeda.
Mari kita ambil contoh hipotetis populasi kadal yang diisolasi oleh sungai, kondisi iklim di sisi kiri mungkin lebih dingin daripada di sisi kanan. Dengan demikian, mekanisme seleksi alam dan pergeseran genetik akan bertindak secara independen, yang mengarah pada diferensiasi progresif kadal.
Dengan cara ini, individu memperoleh karakteristik yang berbeda, antara lain ekologis, etologis, fisiologis, dibandingkan dengan spesies induknya. Dalam kasus seperti penghalang isolasi telah cukup untuk mempromosikan peristiwa spesiasi, seharusnya tidak ada aliran gen jika dua spesies yang dihasilkan bertemu lagi.
Ada konsensus di antara ahli biologi yang mendukung pentingnya spesiasi alopatrik dalam generasi spesies baru, karena secara efektif membatasi aliran gen antar organisme.
Kepunahan
Ketika pemisahan individu terjadi karena hambatan yang tidak dapat dilintasi, beberapa kelompok mungkin punah .
Ketika dipisahkan dari spesies induk, keanekaragaman kelompok mungkin rendah dan tidak akan beradaptasi dengan tekanan baru yang dipaksakan oleh lingkungan baru yang mereka hadapi.
Demikian pula, jika populasi yang dipisahkan diwakili oleh sejumlah kecil individu, perkawinan sedarah (persilangan antar kerabat dekat) dapat memiliki konsekuensi negatif.
Hal yang sama Charles Darwin sudah menyadari dampak negatif dari perkawinan sedarah dalam populasi alami. Ketika melintasi kerabat dekat ada kemungkinan lebih besar bahwa alel merusak tertentu diekspresikan.
Misalnya, jika dalam sebuah keluarga ada gen untuk patologi tertentu yang hanya diekspresikan ketika individu tersebut memiliki kedua alel (resesif homozigot) dan dua saudara kandung bersilangan, ada kemungkinan lebih besar bahwa keturunannya membawa kedua alel untuk penyakit tersebut, tidak seperti persilangan dengan individu yang tidak membawa alel merugikan tersebut.
Demikian juga, ketika konstruksi manusia menghalangi hewan untuk pindah ke tempat yang diinginkan, populasi mereka dapat berkurang karena kekurangan makanan.
Contoh
Isolasi dan spesiasi pada tupai antelop di Grand Canyon di Colorado
Di Grand Canyon itu adalah formasi dimensi luar biasa yang telah dipahat selama 2.000 tahun oleh Sungai Colorado. Terletak di Arizona utara Amerika Serikat.
Dua spesies tupai menghuni wilayah ini, yang menurut penelitian merupakan produk dari peristiwa spesiasi alopatrik. Salah satu spesies hidup di wilayah kiri dan satu lagi di kanan, dipisahkan oleh jarak minimum. Namun, kedua spesies tidak mampu kawin silang.
Sebaliknya, spesies yang memiliki kemampuan untuk bergerak bebas di kedua sisi ngarai tidak menunjukkan tanda-tanda spesiasi.
Isolasi dan spesiasi pada ikan dari Sungai Kongo
Sampai sekarang mungkin sulit untuk menerapkan konsep yang dijelaskan untuk spesies akuatik. Namun itu mungkin.
Cichlids adalah keluarga ikan yang dicirikan oleh keragaman yang sangat besar di Sungai Kongo. Kekhasan ini menarik perhatian ahli ichthyologist yang berusaha memahami mengapa sungai itu dihuni oleh begitu banyak spesies dan faktor-faktor apa yang mendukung peristiwa spesiasi besar-besaran.
Setelah mempelajari komposisi sungai, para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa hidrologi sungai, yang disebabkan oleh airnya yang bergolak, berfungsi sebagai penghalang yang mencegah kontak – dan karena itu aliran gen – spesies ikan yang sangat dekat.
Referensi
- Menambahkan, J., Larkcom, E., & Miller, R. (2004). Genetika, evolusi dan keanekaragaman hayati . Nelson Thornes.
- Museum Sejarah Alam Amerika. (2017). Evolusi ikan Sungai Kongo yang dibentuk oleh arus deras: Studi genomik di Kongo bagian bawah mengungkapkan diversifikasi skala mikro. ScienceDaily . Diakses pada 16 Oktober 2018, dari www.sciencedaily.com/releases/2017/02/1702171611005.htm
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologi: ilmu pengetahuan dan alam . Pendidikan Pearson.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Undangan Biologi . Ed. Medis Panamerika.
- Mayr, E. (1997). Evolusi dan keanekaragaman kehidupan: Esai terpilih . Pers Universitas Harvard.
- Beras, S. (2007). Ensiklopedia Evolusi . Fakta di File.
- Tobin, AJ, & Dusheck, J. (2005). Bertanya tentang kehidupan . Cengage Belajar.