Adaptasi dan Adaptasi dan populasi kecil populasi kecil
Jan 20, 2016
Adaptasi dan Adaptasi dan populasi kecilpopulasi kecil
dia yang pamit kepada dia yang pamit kepada gununggunung
Zonasi JunghuhnZonasi Junghuhn
Tugas Mahasiswa:
Junghuhn
Apa yang menurut Anda paling menarik?
Apa yang menurut ilmu pengetahuan saat
ini tidak benar?
subject : Nama, NIM, Junghuhn
GPV, GPL
Evolusi menghasilkan keragaman Evolusi menghasilkan keragaman dari keragaman memunculkan dari keragaman memunculkan evolusi lanjutanevolusi lanjutan
Contoh seleksi alam Contoh seleksi alam pada kerangpada kerang Keragaman tinggi pada warna, Keragaman tinggi pada warna,
mulai dari putih, abu-abu hingga mulai dari putih, abu-abu hingga gelapgelap
Hidup di pasir abu-abuHidup di pasir abu-abu Putih dan hitam mudah Putih dan hitam mudah
dimangsa, abu-abu dominandimangsa, abu-abu dominan tipe seleksi stabilizingtipe seleksi stabilizing
Contoh seleksi alam Contoh seleksi alam pada kerangpada kerang Pembentukan kuarsa intensif, Pembentukan kuarsa intensif,
pasir putihpasir putih Kerang hitam dan abu-abu, Kerang hitam dan abu-abu,
kontraskontras Kerang putih dominanKerang putih dominan tipe seleksi mengarah tipe seleksi mengarah
(directional)(directional)
Contoh seleksi alam Contoh seleksi alam pada kerangpada kerang Terjadi letusan gunung berapi, Terjadi letusan gunung berapi,
lahar dingin berwarna hitam lahar dingin berwarna hitam menutupi sebagian pantaimenutupi sebagian pantai
Kerang hitam migrasi ke pasir Kerang hitam migrasi ke pasir hitam, kerang putih ke pasir putihhitam, kerang putih ke pasir putih
Kerang abu-abu?Kerang abu-abu? tipe seleksi memecah tipe seleksi memecah
(disruptive)(disruptive)
Small populationSmall population
Inbreeding depressionInbreeding depression
Perkawninan dalam deme Perkawninan dalam deme terutama pada populasi kecilterutama pada populasi kecil
Penurunan keragaman genetik Penurunan keragaman genetik Kemunculan genresesif yang Kemunculan genresesif yang
lethallethal Penurunan kemampuan adaptasiPenurunan kemampuan adaptasi Populasi kecil terisolirPopulasi kecil terisolir
Genetic driftGenetic drift
Kegagalan individu heterozygot Kegagalan individu heterozygot mewariskan materi genetiknyamewariskan materi genetiknya
Ketidakhadiran “broker” misal Ketidakhadiran “broker” misal polinator, habitat yang sesuai dllpolinator, habitat yang sesuai dll
Jika populasi kecil dan terisolir Jika populasi kecil dan terisolir maka maka
Populasi kecil yang Populasi kecil yang bertahanbertahan Ada aliran genAda aliran gen Terjadi mutasiTerjadi mutasi Populasi efektifPopulasi efektif
NNe e = (4N= (4NmmNNff)/(N)/(Nmm+N+Nff))
NNe e : Populasi efektif: Populasi efektif
NNmm : jumlah jantan subur: jumlah jantan subur
NNff : jumlah betina subur: jumlah betina subur
Bekantan Bekantan MVPS MVPS
ResumeResume
AdpatasiAdpatasi Seleksi alamSeleksi alam EvolusiEvolusi VariasiVariasi Tipe seleksiTipe seleksi Ancaman populasi kecilAncaman populasi kecil
Populasi kecil dan Konservasi Populasi kecil dan Konservasi GenetikaGenetika
Inbreeding depressionInbreeding depression
Perkawinan dalam deme terutama Perkawinan dalam deme terutama pada populasi kecilpada populasi kecil
Penurunan keragaman genetik Penurunan keragaman genetik Kemunculan genresesif yang lethalKemunculan genresesif yang lethal Penurunan kemampuan adaptasiPenurunan kemampuan adaptasi Populasi kecil terisolirPopulasi kecil terisolir
Bagaimana hal tsb terjadi???Bagaimana hal tsb terjadi???
• Seleksi
• Mutasi
• Hanyutan Genetik
• Aliran Gen
Imun : Pop Besar
Fragile : Pop. Kecil
Ukuran Populasi, Besar Vs Ukuran Populasi, Besar Vs KecilKecil
SALAH SATU PENYEBAB UTAMA KEPUNAHAN POPULASI DOMBA TANDUK BESAR
KEHILANGAN KERAGAMAN GENETIKA MELALUI
INBREEDING, KEHILANGAN HETEROZIGOT & HANYUTAN GENETIKA
KERAGAMAN GENETIKA
KEMUNGKINAN POPULASI DAPAT BERTAHAN THD PERUBAHAN LINGKUNGAN
POPULASI DOMBA TANDUK POPULASI DOMBA TANDUK BESARBESAR
Ovis canadensisOvis canadensis
PENELITIAN DOMBA TANDUK BESAR (Ovis canadensis) 120 POPULASI
BERBEDA BEDA N (> 100, 51 –100, 31- 50, 16 – 30, < 15 )
DIAMATI 70 TAHUN
Ovis canadensisOvis canadensis
Ovis canadensisOvis canadensis
20 30 40 50
20
40
60
100
tahun
% sintas
DALAM SUATU POPULASI
FREKUENSI ALEL
BESAR KECIL
Frekuensi Alel dapat berubah misalnya krn :
MUTASI
Frekuensi AlelFrekuensi Alel
POPULASI KECIL GAMPANG PUNAH
DIKEMBANGKAN KONSEP:
MVPS
JLH INDIVIDU MINIMUM DALAM SATU POPULASI UNTUK MENDAPATKAN
PELUANG YANG BESAR AGAR TETAP BERTAHAN
Zu zweite, keine Leute
Minimum Viable Minimum Viable Population SizePopulation Size
FREKUENSI ALEL RENDAH
MUDAH HILANG
KEHILANGAN ALEL DARI SATU GENERASI KE GENERASI BERIKUTNYA
HANYUTAN GENETIKA (DRIFT)
JIKA FREKUENSI ALEL RENDAH MAKA DALAM PEWARISAN KE GENERASI BERIKUTNYA TERANCAM
Keringkihan Populasi dgn Frekuesi Keringkihan Populasi dgn Frekuesi Alel RendahAlel Rendah
CONTOH:5% GENE POOL DARI POPULASI 1000 INDIVIDU
(5% X 1000 X 2 COPY =100)
MUNGKIN DALAM KASUS INI ALEL TERSEBUT TIDAK CEPAT HILANG
Pewarisan AlelPewarisan Alel
JIKA N = 10( 10 X 2 COPY X 5 %) = 1 COPY ALEL
FREKUENSI ALEL DALAM
Gene Pool
PELUANG PEWARISAN RENDAH
PELUANG PUNAH TINGGI
Pewarisan Alel Pewarisan Alel (lanjutan)(lanjutan)
Percobaan Lacy (1987)Percobaan Lacy (1987)
Simulasi pada 25 Populasi,Simulasi pada 25 Populasi,
20 20 N N 500 500
Dihitung % heterozygot asal yang Dihitung % heterozygot asal yang masih tertinggal / diwariskan masih tertinggal / diwariskan setelah beberapa generasisetelah beberapa generasi
Ovis canadensis (% Ovis canadensis (% heterozygot yg heterozygot yg tertinggal)tertinggal)
Simulasi Ukuran Simulasi Ukuran PopulasiPopulasi
CUKUP DENGAN PERGERAKAN / PERPINDAHAN POPULASI KECIL MASIH BISA MEMPERTANKAN KERAGAMAN GENETIKA
LACY (1987) :
POPULASI TERISOLIR 120 IND.
KEDATANGAN 1 INDIVIDU BARU YANG DEWASA & FERTIL MAMPU
MENINGKATKAN F
Migrasi Migrasi
CUKUP DENGAN PERGERAKAN / PERPINDAHAN POPULASI KECIL MASIH BISA MEMPERTANKAN KERAGAMAN GENETIKA
LACY (1987) :
POPULASI TERISOLIR 120 IND.
KEDATANGAN 1 INDIVIDU BARU YANG DEWASA & FERTIL MAMPU
MENINGKATKAN F
Mutasi Mutasi
imigrasi
LAJU MUTASI ALAMI :
ANTARA 1: 1000 s/d 1: 10 000
PADA POPULASI KECIL (N 120):
LAJU MUTASI ALAM TIDAK MEMADAI UNTUK MEMPERTAHANKAN F
LEVEL HETEROZIGOT BERTAHAN SEPERTI
SEMULA JIKA LAJU 1 : 100
Laju MutasiLaju Mutasi
Berapa Jumlah Individu Berapa Jumlah Individu Ideal sehingga keragaman Ideal sehingga keragaman genetik dapat bertahan?:genetik dapat bertahan?:MigrasiMigrasi: :
Jika laju imigrasi 0.1 (1 per 10 Jika laju imigrasi 0.1 (1 per 10 generasi)generasi)
ΔΔF dapat bertahan sepeti semulaF dapat bertahan sepeti semulaJika laju mutasi (m)1%, Jika laju mutasi (m)1%, ΔΔ F << F <<m=1% >> laju mutasi alamim=1% >> laju mutasi alami
Jadi mutasi alami tidak berperan Jadi mutasi alami tidak berperan penting mempertahankan keragaman penting mempertahankan keragaman genetika pada populasi kecilgenetika pada populasi kecil
Prinsip 50/500Prinsip 50/500
Franklin (1980)Franklin (1980)
Data empiris penangkaran hewanData empiris penangkaran hewan
ΔΔF = 1/(2x50) = 1%F = 1/(2x50) = 1%
Drosophila (50)Drosophila (50) N = 500 N = 500 Dapat menyamakan laju Dapat menyamakan laju
penurunan penurunan ΔΔF dan laju mutasi alamiF dan laju mutasi alami Muncul prinsip 50/500Muncul prinsip 50/500
50 < N < 50050 < N < 500
Populasi Efektif (NPopulasi Efektif (Nee))
Prinsip 50/500 dengan asumsi seluruh Prinsip 50/500 dengan asumsi seluruh anggota populasi punya peluang yang anggota populasi punya peluang yang sama untuk kawin dan berkembang biaksama untuk kawin dan berkembang biak
Bisa diterapkan dalam konservasi alami?Bisa diterapkan dalam konservasi alami?Penyebab sterilitas a.l : kesehatan, Penyebab sterilitas a.l : kesehatan, mandul, malnutrisi, ukuran tubuh, struktur mandul, malnutrisi, ukuran tubuh, struktur sosial, penemuan pasangan yang pas dllsosial, penemuan pasangan yang pas dll
NNee < N < N
Populasi Efektif (NPopulasi Efektif (Nee) ) lanjutanlanjutan
Hanyutan genetika lebih ditentukan Hanyutan genetika lebih ditentukan NeNe
Populasi besar juga terancam Populasi besar juga terancam hanyutan genetikahanyutan genetika
Ukuran Ne bisa lebih kecil lagi:Ukuran Ne bisa lebih kecil lagi: Rasio jantan : betinaRasio jantan : betinaPasangan yang sangat setia, jantan Pasangan yang sangat setia, jantan
20, betina 6, Ne = 12 (e.g.: 20, betina 6, Ne = 12 (e.g.: sejenis angsa)sejenis angsa)
Populasi Efektif (NPopulasi Efektif (Nee) ) lanjutanlanjutan
Sejenis anjing laut (1 jantan vs Sejenis anjing laut (1 jantan vs gerombolan betina)gerombolan betina)
NNee = (4 Nm x Nf)/(Nm + Nf) = (4 Nm x Nf)/(Nm + Nf)
Nm = N jantan matang seksualNm = N jantan matang seksual
Nf = N betina matang seksualNf = N betina matang seksual
NNee dan rasio kelamin dan rasio kelamin
Monogami dan Monogami dan poligamipoligami Monogami, beban seimbang Monogami, beban seimbang Ne = a Nf + NmNe = a Nf + Nm Poligami/poliandri, beban tak Poligami/poliandri, beban tak
proporsionalproporsionalNe = (4 Nm x Nf)/(Nm + Nf)Ne = (4 Nm x Nf)/(Nm + Nf)
Kasus singa laut, 1 jantan, 10 betina, pada Kasus singa laut, 1 jantan, 10 betina, pada populasi 60 betina dan 6 jantanpopulasi 60 betina dan 6 jantan
Ne = 22Ne = 22PUYUH, BEBEK DLLPUYUH, BEBEK DLL
Wild goose (Hawaii)Wild goose (Hawaii)
Way KambasWay Kambas
Populasi Efektif (Ne) Populasi Efektif (Ne) lanjutanlanjutan
Perbedaan keberhasilan berbiakPerbedaan keberhasilan berbiake.g. tumbuhan pengahasil biji e.g. tumbuhan pengahasil biji
banyak dan sedikit (variasi banyak dan sedikit (variasi anakan)anakan)
Variasi ukuran populasi:Variasi ukuran populasi:
1/Ne = 1/t (1/N1/Ne = 1/t (1/N1 + 1 + 1/N1/N2 2 + …+ 1/N+ …+ 1/Ntt))
Contoh insektaContoh insekta
BelalangBelalang
Populasi Efektif (Ne) Populasi Efektif (Ne) lanjutanlanjutan
Kasus badakKasus badak
10 000 hidup (1990), sebagian besar 10 000 hidup (1990), sebagian besar moncong besar :moncong besar :Cerathoterium simumCerathoterium simum
Rhinoceros sundaicus Rhinoceros sundaicus
50 di Indonesia, 15 Vietnam50 di Indonesia, 15 VietnamHasil elektroforesis, keragaman genetik cukup Hasil elektroforesis, keragaman genetik cukup
besarbesar
waktu generasi panjang, tak terisolir murniwaktu generasi panjang, tak terisolir murni
Ancaman kepunahan : kerusakan habitatAncaman kepunahan : kerusakan habitat
Populasi Efektif (Ne) Populasi Efektif (Ne) lanjutanlanjutan
Diceros bicornisDiceros bicornis (moncong tajam) (moncong tajam)
Populasi 2400, telah mengalami Populasi 2400, telah mengalami adaptasi lokal, habitat relatif adaptasi lokal, habitat relatif “aman”, tapi terancam kepunahan “aman”, tapi terancam kepunahan karena keragaman genetik rendahkarena keragaman genetik rendah
Adaptasi lokal pra spesiasi dpt hilang Adaptasi lokal pra spesiasi dpt hilang pada kawasan konservasi luaspada kawasan konservasi luas
Populasi Efektif (Ne) Populasi Efektif (Ne) lanjutanlanjutan
Jenis dengan keragaman genetik Jenis dengan keragaman genetik rendahrendah
Howelia aquatilisHowelia aquatilis (perenial), (perenial), CampanulaceaeCampanulaceae
inbreeding ketatinbreeding ketat Ada fenomena Ada fenomena bottleneckingbottlenecking dan dan
founder effectfounder effect
bottlenecking 7 jantan imigrasi
Founder effectFounder effect
Konsekuensi populasi Konsekuensi populasi kecilkecil Depresi inbreedingDepresi inbreeding Depresi outbreedingDepresi outbreeding Kehilangan fleksibilitas evolusiKehilangan fleksibilitas evolusi