Mekanisme Evolusi

Evolusi adalah perubahan karakteristik yang dapat diwariskan pada populasi antar generasi, yang didorong oleh serangkaian proses kecil: seleksi alam, hanyutan genetik, mutasi, aliran gen, dan rekombinasi.

Definition

Mekanisme evolusi adalah proses tingkat populasi yang mengubah komposisi genetik populasi antar generasi. Bersama-sama, mekanisme ini menjelaskan perubahan adaptif (didorong oleh seleksi) dan perubahan non-adaptif (didorong oleh hanyutan, tekanan mutasi, dan migrasi).

Scope

Area ini mencakup kekuatan inti yang mengubah frekuensi alel dan genotipe dalam populasi seiring waktu. Ini memperlakukan seleksi alam sebagai satu-satunya proses yang secara sistematis menghasilkan adaptasi, di samping proses stokastik hanyutan genetik, masukan variasi baru melalui mutasi, efek pencampuran aliran gen dan rekombinasi, serta konsep kebugaran dan adaptasi yang mengikatnya bersama.

Sub-topics

• Adaptasi dan Kebugaran
• Hanyutan Genetik dan Aliran Gen
• Mutasi dan Variasi
• Seleksi Alam

Core questions

• Proses apa saja yang mengubah frekuensi alel dalam suatu populasi, dan mana di antaranya yang menghasilkan adaptasi?
• Bagaimana kekuatan deterministik (seleksi) dan kekuatan stokastik (hanyutan) berinteraksi dalam populasi terbatas?
• Apa sumber utama variasi yang dapat diwariskan tempat evolusi bekerja?
• Bagaimana kebugaran didefinisikan dan diukur, dan bagaimana hal itu menghubungkan genotipe dengan keberhasilan evolusioner?

Key theories

Seleksi alam

Varian yang dapat diwariskan yang meningkatkan kelangsungan hidup dan reproduksi akan meningkat frekuensinya, menghasilkan adaptasi; ini adalah satu-satunya mekanisme yang secara konsisten membangun kesesuaian organisme dengan lingkungan.

Hanyutan genetik dan teori hampir netral

Dalam populasi terbatas, frekuensi alel berubah secara acak; banyak substitusi bersifat netral secara selektif atau hampir netral, dengan ukuran populasi efektif yang menentukan apakah hanyutan atau seleksi mendominasi nasib suatu varian.

Mechanisms

Frekuensi alel dibentuk ulang setiap generasi oleh empat kekuatan. Seleksi alam mengubah frekuensi secara deterministik sesuai dengan perbedaan kebugaran antar genotipe. Hanyutan genetik mengubahnya secara stokastik melalui pengambilan sampel gamet secara acak, dengan varians berbanding terbalik dengan ukuran populasi efektif. Mutasi memperkenalkan alel baru pada laju per-lokus yang rendah dan menyediakan bahan mentah utama. Aliran gen menghomogenkan populasi dengan pertukaran migran. Rekombinasi mengocok ulang alel yang ada menjadi kombinasi baru. Kekuatan relatif seleksi versus hanyutan pada alel tertentu bergantung pada hasil kali koefisien seleksi dan ukuran populasi efektif.

Clinical relevance

Pemahaman tentang mekanisme ini mendasari bidang terapan mulai dari manajemen resistensi antibiotik dan pestisida hingga genetika konservasi, di mana ukuran populasi efektif yang kecil membuat hanyutan dan perkawinan sekerabat menjadi penentu kelangsungan hidup spesies yang terancam punah.

History

Darwin dan Wallace mengusulkan seleksi alam pada tahun 1858-1859, tetapi mekanisme pewarisan tetap tidak diketahui. Sintesis modern tahun 1930-an-1940-an, yang dipimpin oleh Fisher, Wright, dan Haldane, merekonsiliasi genetika Mendel dengan seleksi melalui genetika populasi matematis. Sejak tahun 1960-an, Kimura dan Ohta berpendapat bahwa sebagian besar evolusi molekuler diatur oleh hanyutan yang bekerja pada mutasi netral atau hampir netral, memperluas gambaran di luar seleksi saja.

Debates

Seleksi versus hanyutan dalam evolusi molekuler

Teori netral dan hampir netral menyatakan bahwa sebagian besar variasi dan substitusi molekuler diatur oleh hanyutan daripada seleksi positif; sejauh mana evolusi molekuler adaptif masih diperdebatkan secara aktif dan diuji dengan data genomik.

Key figures

• Charles Darwin
• Ronald A. Fisher
• Sewall Wright
• J. B. S. Haldane
• Motoo Kimura
• Tomoko Ohta

Seminal works

• futuyma2017
• ridley2004
• ohta1973

Frequently asked questions

Apakah seleksi alam satu-satunya mekanisme evolusi?

Tidak. Seleksi adalah satu-satunya proses yang secara konsisten menghasilkan adaptasi, tetapi hanyutan genetik, mutasi, aliran gen, dan rekombinasi juga mengubah populasi dan dapat mendorong evolusi tanpa menghasilkan adaptasi.

Apa bahan mentah untuk evolusi?

Mutasi adalah sumber utama dari semua variasi baru yang dapat diwariskan; rekombinasi dan aliran gen mengatur ulang dan mendistribusikan variasi tersebut tetapi tidak menciptakan alel baru.