Keanekaragaman genetik

Keanekaragaman genetik (genetic diversity) adalah suatu tingkatan biodiversitas yang merujuk pada jumlah total variasi genetik dalam keseluruhan spesies yang mendiami sebagian atau seluruh permukaan bumi yang dapat didiami. Ia berbeda dari variabilitas genetik, yang menjelaskan kecenderungan kemampuan suatu karakter/sifat untuk bervariasi yang dikendalikan secara genetik.

Pada bidang akademik genetika populasi, terdapat beberapa hipotesis dan teori mengenai keanekaragaman genetik. Teori netral evolusi mengajukan bahwa keanekaragaman adalah akibat dari akumulasi substitusi netral. Seleksi pemutus adalah hipotesis bahwa dua subpopulasi suatu spesies yang tinggal di lingkungan yang berbeda akan menyeleksi alel-alel pada lokus tertentu yang berbeda pula. Hal ini dapat terjadi, jika suatu spesies memiliki jangkauan yang luas relatif terhadap mobilitas individu dalam populasi tersebut. Hipotesis seleksi gayut frekuensi menyatakan bahwa semakin umum suatu alel, semakin tidak bugar alel tersebut. Hal ini dapada terlihat pada interaksi inang dengan patogen, di mana frekuensi alel pertahanan yang tinggi pada inang dapat mengakibatkan penyebaran patogen yang luas jika patogen dapat mengatasi alel pertahanan tersebut.

Pentingnya keanekaragaman genetik

Terdapat beberapa cara untuk mengukur keanekaragaman genetika. Sebab-sebab hilangnya keanekaragaman genetika pada hewan juga telah dikaji dan diidentifikasi. Kajian tahun 2007 yang dilakukan oleh National Science Foundation menemukan bahwa keanekaragaman genetik dan keanekaragaman hayati bergantung satu sama lainnya, bahwa keanekaragaman dalam suatu spesies diperlukan untuk menjaga keanekaragaman antar spesies.

Sintasan dan adaptasi

Keanekaragaman genetik memainkan peran yang sangat penting dalam sintasan dan adaptabilitas suatu spesies, karena ketika lingkungan suatu spesies berubah, variasi gen yang kecil diperlukan agar spesies dapat bertahan hidup dan beradaptasi. Spesies yang memiliki derajat keanekaragaman genetik yang tinggi pada populasinya akan memiliki lebih banyak variasi alel yang dapat diseleksi. Seleksi yang memiliki sangat sedikit variasi cendering memiliki risiko lebih besar. Dengan sedikitnya variasi gen dalam spesies, reproduksi yang sehat akan semakin sulit, dan keturunannya akan menghadapi permasalahan yang ditemui pada penangkaran sanak.

Relevansi agrikultural

Ketika manusia mulai bercocok tanaman, terdapat usaha penangkaran selektif untuk menurunkan sifat-sifat yang menguntungkan pada tanaman, dan menghilangkan sifat-sifat yang merugikan. Penangkaran selektif ini mengakibatkan monokultur, yakni keseluruhan tumbuhan pada ladang memiliki gen yang hampir identik satu sama lainnya. Keanekaragaman genetik yang rendah tersebut mengakibatkan tanaman sangat rentan terkena serangan pada suatu variasi genetik tertentu dan menghancurkan keseluruhan spesies.

Wabah Kelaparan Kentang di Irlandia merupakan contoh akibat dari rendahnya keanekaragaman genetik pada kentang. Karena tanaman kentang yang baru tidak dihasilkan dari reproduksi, melainkan dari bagian tumbuhan induk, tidak ada keanekagraman genetik yang berkembang, dan keseluruhan tanaman kentang dapat dikatakan merupakan hasil kloning dari satu tanaman kentang, sehingga sangat rentan terhadap epidemik. Pada tahun 1840-an, populasi Irlandia kebanyakan bergantung pada kentang sebagai sumber makanan utama. Masyarakat Irlandia pada saat itu menanam varietas kentang yang bernama “lumper”, yang rentan terhadap serangan Phytophthora infestans. Plasmodiophorid ini menghancurkan mayoritas tanaman kentang, dan menyebabkan puluhan ribu orang mati kelaparan.

Mengatasi keanekaragaman genetik yang rendah

Kumpulan plankton

Cheetah

Alam memiliki beberapa cara untuk menjaga dan meningkatkan keanekaragaman genetik. Pada plankton, virus membantu proses hanyutan genetik. Virus samudera yang menginfeksi plankton, membawa gen organisme lain selain gen virus itu sendiri. Ketika suatu virus yang mengandung gen lain menginfeksi plankton, tampilan genetik plankton yang terinfeksi akan berubah. Hanyutan secara konstan ini membantu menjaga populasi plankton yang sehat.

Cheetah adalah spesies genting. Keanekaragaman genetik yang sangat rendah dan kualitas sperma yang rendah menyebabkan penangkaran dan keberlangsungan hidup cheetah sangat sulit. Hanya 5% cheetah yang dapat bertahan hidup sampai dewasa. Sekitar 10.000 tahun yang lalu, hampir semua terkeculai spesies jubatus cheetah mati. Spesies ini menghadapi populasi leher botol dan sanah keluarga yang dekat dipaksa untuk saling kawin, ataupun penangkaran sanak. Namun, baru-baru ini ditemukan bahwa cheetah betina dapat kawin dengan lebih dari satu pejantan per satu kelompok anak cheetah. Cheetah betina mengalami induksi ovulsi, yang artinya bahwa ovum baru diproduksi setiap kali cheetah berkawin. Dengan berkawin dengan banyak pejantan, cheetah betina ini akan meningkatkan diversitas genetika dalam suatu kelompok anak cheetah.

Pengukuran keanekaragaman genetik

Keanekaragaman genetika suatu populasi dapat diperkirakan dengan menggunakan beberapa pengukuran sederhana.

• Keanekaragaman gen, adalah proporsi lokus polimorfik diseluruh genom.
• Heterozigositas, adalah jumlah rata-rata individu dengan lokus polimorfik.
• Alel per lokus, juga digunakan untuk mendemonstrasikan variabilitas.

Lihat pula

• Variabilitas genetik
• Human Variome Project
• International HapMap Project

Referensi

1. Groom, M.J., Meffe, G.K. and Carroll, C.R. (2006) Principles of Conservation Biology (3rd ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. Website with additional information: http://www.sinauer.com/groom/ 2006-12-30 di Wayback Machine.
2. Tisdell, C. (2003). Socioeconomic causes of loss of animal genetic diversity: analysis and assessment. Ecological Economics 45(3): 365-376.
3. Study: Loss Of Genetic Diversity Threatens Species Diversity
4. “ Genetic Diversity." National Biological Information Infrastructure. NBII. 16 Mar. 2008 www.nbii.gov
5. "Introduction to Genetic Diversity." Cheetah Conservation Fund. 2002. 19 Mar. 2008 www.cheetah.org
6. "Monoculture and the Irish Potato Famine." Understanding Evolution. Berkley University. 19 Mar. 2008 <evolution.berkley.edu>
7. "Scientists Discover Interplay Between Genes and Viruses in Tiny Ocean Plankton". National Science Foundation. March 23, 2006. Diakses tanggal December 12 2008.  Parameter |dateformat= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan); Periksa nilai tanggal di: |accessdate= (bantuan)
8. Stephens, Tim. "Currents." University of California, Santa Cruz. 10 Aug. 1998. University of California. 19 Mar. 2008 www.ucsc.edu
9. "Genetic diversity". Cheetah Conservation Fund. Diakses tanggal December 12 2008.  Parameter |dateformat= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan); Periksa nilai tanggal di: |accessdate= (bantuan)
10. Fildes, Jonathan (May 29, 2007). "Cheating cheetahs caught by DNA". BBC News. Diakses tanggal December 12 2008.  Parameter |dateformat= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan); Periksa nilai tanggal di: |accessdate= (bantuan)