Menurut hukum Hardy Weinberg keseimbangan frekuensi gen dalam suatu populasi dapat terganggu karena

Keseimbangan gen dalam suatu populasi dapat mengalami perubahan. Perubahan yang terjadi ini dapat mengakibatkan teorema dari Hardy-Weinberg tidak berlaku. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi hukum atau teorema Hardy-Weinberg tidak berlaku adalah sebagai berikut


1. Mutasi

Dengan adanya mutasi yang terjadi pada suatu individu akan dapat mempengaruhi struktur gene pool yang dimiliki. Mengapa demikian ? Mutasi dapat mengakibatkan berubahnya keseimbangan gen-gen dalam sebuah populasi.

Seleksi alam juga merupakan salah satu yang mempengaruhi keseimbangan gen dalam suatu populasi. Seleksi alam dapat mempengaruhi keberhasilan reproduksi suatu individu dalam populasi. Masing-masing individu dalam populasi memiliki tingkat viabilitas, vitalitas, dan fertilitas yang berbeda-beda, dengan adanya seleksi alam akan menyebabkan transfer alel ke generasi selanjutnya pada jumlah yang tidak proporsional terhadap frekuensi relatif pada generasi yang ada sekarang.

Migrasi merupakan perpindahan makhluk hidup dari satu tempat ke tempat yang lain. Migrasi juga dapat menyebabkan keseimbangan gene pool dalam suatu populasi terganggu sehingga dapat menyebabkan terjadinya penyimpangan terhadap hukum Hardy-Weinberg.

Rekombinasi yang terjadi karena perkawinan silang dapat dijadikan sebagi acuan terjadinya evolusi karena dengan adanya rekombinasi ini memungkinkan terbentuknya varietas baru yang berbeda dengan yang sudah ada sebelumnya.

Konsep evolusi terkait dengan dua proses, yaitu pertama perubahan baru bertahap dalam genotipe dan fenotipe yang terdapat pada organisme hidup. Perubahan-perubahan ini bersifat adaptif, yaitu bahwa organismenya sangat efisien dalam memanfaatkan lingkungan. Kedua adalah pembentukan spesies baru.


Semakin beraneka ragamnya jenis makhluk hidup dan semakin besarnya jumlah populasi dalam suatu tempat tidak lepas dari adanya proses spesiasi atau pembentukan spesies baru. Terdapat beberapa syarat-syarat terjadinya spesiasi dalam suatu populasi. Berikut penjelasannya.


Syarat-syarat terjadinya spesiasi dalam suatu populasi, yaitu:
  1. Adanya perubahan lingkungan tempat hidup populasi tersebut.
  2. Adanya keanekaragaman dalam populasi tersebut.

Terdapat beberapa hal yang dapat menyebabkan terbentuknya spesies baru, yaitu sebagai berikut.


1. Isolasi Geografis

Isolasi geografis dapat menyebabkan terbentuknya spesies baru, sebelumnya telah dijelaskan bahwa suatu populasi yang mendiami suatu tempat memiliki gene pool yang berbeda-beda dengan populasi lain di tempat yang lain. Tapi, tidak dapat dipungkiri fakta bahwa suatu populasi yang awalnya memiliki gene pool yang sama, akan dapat menjadi populasi dengan gene pool yang berbeda-beda. Oleh karena itu gene pool yang efektif antara dua populasi dapat hilang dari sebuah populasi.


Apabila suatu populasi yang awalnya bersama, kemudian dipisahkan oleh sebab-sebab geografis, dapat menyebabkan terjadinya penyebaran spesies. Spesies yang menyebar akan mengalami proses evolusi yang berjalan terpisah. Dalam kurun waktu tertentu, kedua populasi yang terpisah ini akan semakin menunjukkan perbedaannya karena masing-masing menjalani proses evolusi dengan caranya sendiri-sendiri.

Alasan-alasan mengapa evolusi terjadi adalah karena adanya isolasi geografis dari suatu populasi, seperti:
  1. Masing-masing populasi yang terpisah mengalami mutasi yang berbeda.
  2. Adanya seleksialam yang berbeda.
  3. Adanya pergeseran susunan genetis dalam populasi tersebut.

Isolasi Intrinsik merupakan pemisahan satu spesies populasi melalui mekanisme yang mencegah terjadinya perkawinan, sehingga tidak terjadi fertilisasi. Cara-cara yang dapat dilakukan untuk mencegah fertilisasi adalah seperti


a. Isolasi ekogeografi

Isolasi ekogeografi artinya adanya hambatan fisik yang menjadi penghalang untuk bertemunya antara dua populasi, sehingga mereka akan menyesuaikan dengan lingkungan masing-masing. Ketika kedua populasi tersebut bersatu, tidak akan mampu melakukan hibridisasi, karena masing-masing tidak mampu menyesuaikan dengan tempat tinggal yang baru.


b. Isolasi habitat

Isolasi habitat terjadi karena adanya dua populasi simpatrik yang memiliki habitat berbeda. Bila dikawinkan antar kedua anggota populasi tersebut, akan menghasilkan keturunan yang steril.


c. Isolasi iklim atau musim

Isolasi iklim atau musim adalah terjadinya perbedaan iklim dan musim yang menghalangi dua populasi simpatrik untuk berkembang biak. Misalnya, antara tumbuhan Pinus radiata dan Pinus muricata, keduanya berkemungkinan melakukan interbreeding sangat kecil karena proses masaknya gamet dalam waktu yang berlainan.


d. Isolasi behaviour atau tingkah laku

Perilaku sangat berperan penting dalam pertumbuhan dan perkawinan organisme. Sebagai contoh, ikan Steakback memiliki cara-cara tersendiri yang tidak dimiliki oleh jenis ikan lain. Ikan Steakback memiliki cara percumbuan yang khusus yang dilakukan sebelum kawin.


e. Isolasi mekanik

Isolasi mekanik disini artinya adanya perbedaan struktural antara dua individu yang menghalangi proses perkawinan. Misalnya karena adanya perbedaan bentuk morfologi alat kelamin ataupun adanya perbedaan ukuran tubuh yang sangat mencolok yang dapat menjadi penghambat dalam melakukan proses perkawinan.


f. Isolasi gamet

Isolasi gamet adalah isolasi yang terjadi pada dua spesies yang simpatrik karena sel gamet jantan tidak memiliki kemampuan untuk hidup dalam saluran kelamin betina.


g. Isolasi pertumbuhan

Isolasi pertumbuhan terjadi karena embrio seringkali tidak tumbuh dan mengalami kematian.


h. Kematian dari Hibrid

Kematian dari Hibrid disini maksdunya hasil perkawinan antara dua individu seringkali mengalami kecacatan atau lemah sehingga sebelum bereproduksi sudah mengalami kematian.


i. Kemandulan dari Hibrid

Beberapa persilangan antar spesies mampu menghasilkan keturunan yang kuat namun steril atau mandul. Seperti, perkawinan antara kuda dengan keledai yang dapat menghasilkan keturunan yang disebut mule, namun faktanya keturunannya ini adalah binatang yang steril atau mandul.


j. Eliminasi selektif dari Hibrid

Jika terdapat dua populasi yang simpatrik melakukan perkawinan, dapat terjadi pembuahan dan menghasilkan keturunan yang fertil atau subur. Jika keturunannya tersebut bersifat adaptif, maka akan tetap hidup, tapi jika tidak adaptif maka akan mati atau mengalami kepunahan.

Domestifikasi adalah proses penjinakan yang dilakukan dengan disengaja oleh manusia untuk menjadikan hewan atau tumbuhan yang liar menjadi tidak liar. Pada dasarnya proses penjinakan berlangsung dengan memindahkan hewan atau tumbuhan dari habitat aslinya ke lingkungan yang telah diciptakan oleh manusia.

Proses poliploidi secara umum terjadi pada tumbuh-tumbuhan. Misalnya, pada fase anafase sel mengalami disjungsi sehingga gamet yang dihasilkan bersifat diploid. Jika gamet ini dibuahi oleh gamet yang haploid, maka akan menghasilkan keturunan triploid, atau jika dibuahi gamet diploid maka keturunannya akan tetraploid. Dengan kata lain sangat memungkinkan terjadi poliploidi. Terdapat beberapa penyebab terjadinya poliploidi, yaitu


Penyebab poliploidi adalah

  1. Autoploidi
    Autoploidi adalah suatu proses yang menyangkut suatu perbanyakan jumlah kromosom didalam organisme normal yang disebabkan oleh tidak adanya pemisahan kromosom saat pembelahan sel berlangsung.
  2. Allopoliploidi
    Allopoliploidi adalah perbanyakan jumlah kromosom (biasanya menjadi dua kali) dari suatu hibrid yang terjadi dari dua spesies. Proses ini terjadi karena adanya persilangan dua individu yang jumlah set kromosomnya berbeda.

Asas Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi alel dan frekuensi genotipe dalam suatu populasi akan tetap konstan, yakni berada dalam kesetimbangan dari satu generasi ke generasi lainnya kecuali apabila terdapat pengaruh-pengaruh tertentu yang mengganggu kesetimbangan tersebut. Pengaruh-pengaruh tersebut meliputi perkawinan tak acak, mutasi, seleksi, ukuran populasi terbatas, hanyutan genetik, dan aliran gen. Adalah penting untuk dimengerti bahwa di luar laboratorium, satu atau lebih pengaruh ini akan selalu ada. Oleh karena itu, kesetimbangan Hardy-Weinberg sangatlah tidak mungkin terjadi di alam. Kesetimbangan genetik adalah suatu keadaan ideal yang dapat dijadikan sebagai garis dasar untuk mengukur perubahan genetik.

Asas Hardy-Weinberg untuk dua alel: sumbu horizontal menunjukkan frekuensi alel p dan q, sedangkan sumbu vertikal menunjukkan frekuensi genotipe. Tiap-tiap kurva menampilkan satu dari tiga genotipe yang memungkinkan.

Frekuensi alel yang statis dalam suatu populasi dari generasi ke generasi mengasumsikan adanya perkawinan acak, tidak adanya mutasi, tidak adanya migrasi ataupun emigrasi, populasi yang besarnya tak terhingga, dan ketiadaan tekanan seleksi terhadap sifat-sifat tertentu.

Contoh paling sederhana dapat terlihat pada suatu lokus tunggal beralel ganda: alel yang dominan ditandai A dan yang resesif ditandai a. Kedua frekuensi alel tersebut ditandai p dan q secara berurutan; freq(A) = p; freq(a) = q; p + q = 1. Apabila populasi berada dalam kesetimbangan, maka freq(AA) = p2 untuk homozigot AA dalam populasi, freq(aa) = q2 untuk homozigot aa, dan freq(Aa) = 2pq untuk heterozigot.

Konsep ini juga dikenal dalam berbagai nama: Kesetimbangan Hardy-Weinberg, Teorema Hardy-Weinberg, ataupun Hukum Hardy-Weinberg. Asas ini dinamakan dari G. H. Hardy dan Wilhelm Weinberg. Rumus sebagai berikut:

Umum: p + q = 1 atau p2 + 2pq + q2 = 1 Golongan darah: p + q + r = 1 atau p2 + q2 + r2 + 2pq + 2pr + 2qr = 1

Contoh soal:

berdasarkan penyakit keturunan
  • Pada suatu populasi diketahui terdapat 4% orang albino maka berapakah jumlah orang normal dan normal pembawa bila seluruh populasinya 1.000 orang serta frekuensi individu masing-masing?
p = normal, pq = normal albino serta q = albino q2 = 0.04 jadi q = 0.2 maka p = 1 - q = 1 - 0.2 = 0.8 p2 = (0.8)2 = 0.64 serta 2pq = 2(0.8)(0.2) = 0.32 jumlah orang normal adalah 64% x 1.000 = 640 orang serta orang normal pembawa = 32% x 1.000 = 320 orang.frekuensi individu orang normal = (0.64)2 x 100% = 40.96% frekuensi individu orang normal pembawa = (0.32)2 x 100% = 10.24% frekuensi individu orang albino = (0.04)2 x 100% = 0.16%berdasarkan kromosom
  • Pada sesuatu populasi berjumlah 1000 orang dimana pria normal 700 orang maka berapakah jumlah orang pria buta warna, wanita normal, wanita normal pembawa serta wanita buta normal?
pria normal (XC) = p, pria buta warna (Xc) = q, wanita normal (XCXC) = p2, wanita pembawa (XCXc) = 2pq serta wanita buta warna (XcXc) = q2p = 700/1000 = 0.7 = 70% p + q = 1 0.7 + q = 1 q = 0.3 = 30% p2 = (0.7)2 = 0.49 = 49% q2 = (0.3)2 = 0.09 = 9% 2pq = 2(0.7)(0.3) = 0.42 = 42%pria buta warna = 30% x 1000 = 300 orang wanita normal = 49% x 1000 = 490 orang wanita pembawa normal = 42% x 1000 = 420 orang wanita buta warna = 9% x 1000 = 90 orang

rumus untuk hemofilia (H, h) seperti buta warna.

berdasarkan alel ganda
  • Pada sesuatu populasi dimana orang memiliki golongan darah A sebanyak 24% serta O 25%. Jika seluruh populasi tersebut 5.000 orang maka berapakah orang memiliki memiliki golongan darah B serta AB?
Golongan A: p2 + 2pq, B = q2 + 2qr, AB = 2pq serta O = r2 r2 = 0.25 r = 0.5(p2 + 2pr) + r2 = (0.24) + 0.25 = 0.49 (p + r)2 = (0.7)2 p + r = 0.7 p + 0.5 = 0.7 p = 0.2p + q + r = 1 0.2 + q + 0.5 = 1 q = 0.3q2 + 2qr = (0.3)2 + 2(0.3)(0.5) = 0.09 + 0.3 = 0.392pq = 2(0.2)(0.3) = 0.12

jadi golongan darah B = 39% x 5.000 = 1.950 orang serta AB = 12% x 5.000 = 600 orang.

  • Setiap gen mempunyai viabilitas dan fertilitas yang sama
  • Perkawinan terjadi secara acak
  • Tidak terjadi mutasi gen atau frekuensi terjadinya mutasi yang sama besar.
  • Tidak terjadi migrasi
  • Tidak terjadi seleksi alam
  • Jumlah individu dari suatu populasi selalu besar

Jika syarat-syarat tersebut terpenuhi, maka frekuensi alel dan frekuensi genotipe dalam suatu populasi akan konstan dan evolusi pun tidak akan terjadi. Tetapi dalam kehidupan, syarat-syarat tersebut tidak mungkin terpenuhi sehingga evolusi dapat terjadi.

  • Castle, W. E. (1903). The laws of Galton and Mendel and some laws governing race improvement by selection. Proc. Amer. Acad. Arts Sci.. 35: 233–242.
  • Crow, Jf (1999). "Hardy, Weinberg and language impediments" (Free full text). Genetics. 152 (3): 821–5. ISSN 0016-6731. PMC 1460671  . PMID 10388804.  Parameter |month= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  • Edwards, A.W.F. 1977. Foundations of Mathematical Genetics. Cambridge University Press, Cambridge (2nd ed., 2000). ISBN 0-521-77544-2
  • Emigh, T.H. (1980). A comparison of tests for Hardy–Weinberg equilibrium. Biometrics 36: 627–642.
  • Ford, E.B. (1971). Ecological Genetics, London.
  • Guo, Sw; Thompson, Ea (1992). "Performing the exact test of Hardy-Weinberg proportion for multiple alleles". Biometrics. 48 (2): 361–72. ISSN 0006-341X. PMID 1637966.  Parameter |month= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
  • Hardy, Gh (1908). "MENDELIAN PROPORTIONS IN A MIXED POPULATION". Science (New York, N.Y.). 28 (706): 49–50. doi:10.1126/science.28.706.49. ISSN 0036-8075. PMID 17779291.  Parameter |month= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)
  • Ineichen, Robert (1975). "Genetic selection and de Finetti diagrams". Journal of Mathematical Biology. 2: 33. doi:10.1007/BF00276014. 
  • Pearson, K. (1903). Mathematical contributions to the theory of evolution. XI. On the influence of natural selection on the variability and correlation of organs. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Ser. A 200: 1–66.
  • Stern, C. (1943). "The Hardy–Weinberg law". Science 97: 137–138. JSTOR stable url
  • Weinberg, W. (1908). "Über den Nachweis der Vererbung beim Menschen". Jahreshefte des Vereins für vaterländische Naturkunde in Württemberg 64: 368–382.
  • Wigginton, Je; Cutler, Dj; Abecasis, Gr (2005). "A note on exact tests of Hardy-Weinberg equilibrium". American journal of human genetics. 76 (5): 887–93. doi:10.1086/429864. ISSN 0002-9297. PMC 1199378  . PMID 15789306.  Parameter |month= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)
  • Yule, G. U. (1902). Mendel's laws and their probable relation to intra-racial heredity. New Phytol. 1: 193–207, 222–238.
  • Hardy–Weinberg Equilibrium Calculator
  • Population Genetics Simulator
  • HARDY C implementation of Guo & Thompson 1992
  • Source code (C/C++/Fortran/R) for Wigginton et al. 2005
  • Online de Finetti Diagram Generator and Hardy–Weinberg equilibrium tests
  • Online Hardy–Weinberg equilibrium tests and drawing of de Finetti diagrams
  • Hardy–Weinberg Equilibrium Calculator Diarsipkan 2017-10-08 di Wayback Machine.
 

Artikel bertopik genetika ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.

  • l
  • b
  • s

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Asas_Hardy-Weinberg&oldid=18628814"