Fisikawan mengamati persaingan antara orde magnet - ScienceDaily
Lingkungan

Spesiasi di hadapan aliran gen – ScienceDaily


Isolasi spasial diketahui mendorong spesiasi – tetapi para peneliti di Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) di Munich sekarang telah menunjukkan bahwa, setidaknya pada ragi, hal sebaliknya juga benar. Varian ekologi baru juga dapat berkembang dalam populasi yang sangat beragam.

Gagasan bahwa spesiasi didasarkan pada pemilihan varian yang lebih beradaptasi dengan kondisi lingkungan lokal adalah inti dari teori Charles Darwin tentang asal usul spesies – dan sekarang dikenal sebagai komponen sentral evolusi biologis, dan dengan demikian keanekaragaman hayati. Isolasi geografis populasi sering dianggap sebagai kondisi yang diperlukan untuk ekotipe untuk menyimpang dan akhirnya membentuk spesies baru. Ketika populasi spesies tertentu dipisahkan oleh batasan geografis, mutasi yang menguntungkan yang muncul di salah satu spesies tersebut dapat diperbaiki secara lokal, karena perkawinan antara dua populasi dihalangi. Apakah spesiasi dapat terjadi atau tidak dalam kondisi di mana aliran gen antara dua populasi dimungkinkan – sehingga pencampuran genetik masih dapat terjadi – tetap kontroversial. Untuk mengatasi masalah tersebut, ahli biologi evolusi LMU Jochen Wolf dan kelompoknya bekerja sama dengan Simone Immler (University of East Anglia, Inggris) telah menggunakan ragi roti sebagai model sistem untuk secara eksperimental mengeksplorasi apa yang terjadi ketika tingkat aliran gen antar genetik terdiferensiasi. populasi secara bertahap meningkat.

“Titik awal untuk proyek ini, yang sekarang telah berjalan selama 6 tahun, adalah sel pendiri tunggal, yang memunculkan populasi awal kami,” kata Wolf. “Kami kemudian mengikuti akumulasi mutasi dalam populasi ini selama beberapa generasi.” Berawal dari nenek moyang aslinya, para ilmuwan pertama kali memilih sel yang mengapung di suspensi di atas atau tenggelam ke bawah. Dengan cara ini, mereka memperoleh dua populasi yang beradaptasi dengan ‘habitat’ yang berbeda – hanya disebut sebagai ‘atas’ dan ‘bawah’. Kedua perilaku tersebut terkait dengan perbedaan dalam morfologi sel dan kecenderungannya untuk berpindah dari gugus multiseluler satu sama lain.

Setelah memperoleh populasi yang terdiferensiasi secara genetik ini, para peneliti melanjutkan untuk mencampurnya dalam berbagai proporsi dan memantau evolusi selanjutnya. “Kami pertama kali mengamati apa yang diharapkan sesuai dengan model isolasi klasik, ketika populasi atas dan bawah dipisahkan satu sama lain,” kata Wolf. Dalam kondisi ini, dua populasi yang ‘secara geografis’ terisolasi terus beradaptasi dengan tuntutan ceruk masing-masing dan dengan cepat menyimpang satu sama lain, menjadi jelas berbeda seiring waktu. Misalnya, sel-sel atas secara istimewa direproduksi oleh pembelahan sel aseksual, dan oleh karena itu tumbuh pada tingkat yang jauh lebih tinggi daripada sel-sel bawahnya. Karena frekuensi kawin yang menurun secara bersamaan, sel-sel di kompartemen atas juga menghasilkan lebih sedikit spora seksual. “Temuan ini menegaskan bahwa efek seleksi tidak tetap konstan selama siklus hidup organisme. Sebaliknya, seleksi dikaitkan dengan ‘trade-off’. Dengan kata lain, mutasi yang mungkin menguntungkan dalam satu konteks dapat merusak di konteks lain,” Wolf menjelaskan

Pada langkah berikutnya, Wolf dan rekannya mensimulasikan efek migrasi antara dua populasi. Mereka melakukannya dengan pertama-tama menambahkan sekitar 1% populasi minoritas ke fraksi dominan, dan kemudian secara bertahap meningkatkan proporsi populasi minoritas pada setiap generasi berikutnya sampai kedua populasi itu tercampur seluruhnya. Model teoritis menyarankan bahwa pencampuran harus mengarah pada homogenisasi kumpulan gen, dan oleh karena itu harus mengarah pada pengurangan keragaman populasi campuran. Efek ini sebenarnya diamati pada pencampuran tingkat menengah. Meskipun campuran seperti itu terus berevolusi dan anggotanya dapat meningkatkan kesesuaian relatif terhadap populasi leluhur, varian yang sangat berbeda tidak dapat lagi dilihat di dalamnya.

“Tetapi yang mengejutkan kami, ketika populasi telah tercampur secara menyeluruh dari waktu ke waktu, kami menemukan perbedaan yang sangat mencolok dalam fenotipe,” kata Wolf. “Ketika keran dinyalakan sepenuhnya, bisa dikatakan, seseorang tiba-tiba menemukan bahwa campuran mengandung dua varian berbeda, seorang generalis dan seorang spesialis.” Generalis dapat bertahan dengan baik di kompartemen atas atau bawah. Ini tidak benar untuk spesialis. Tapi itu membagi lebih cepat daripada generalis, dan karena itu dapat mengkompensasi kurangnya keserbagunaan. Dalam pandangan Wolf, kemunculan dua kelas ini dapat dikatakan sebagai langkah awal dalam proses spesiasi yang berlangsung dengan adanya aliran gen yang maksimal.

Selain hasil fenotipik ini, tim mengkarakterisasi inventaris genetik lengkap dari semua populasi. Eksperimen genetik ini menunjukkan bahwa adaptasi pada kompartemen atas dan bawah tanpa adanya aliran gen disertai dengan pemilihan varian genetik dari yang sudah ada pada populasi nenek moyang. Sebaliknya, munculnya garis keturunan spesialis dalam campuran 50:50 disebabkan oleh mutasi yang baru diperoleh. Dan mutasi seperti itu jelas tidak terbatas: “Mutasi yang terlihat pada ulangan kami sepenuhnya independen. Kami sangat jarang melihat mutasi yang sama pada sampel yang berbeda – namun pembagian fenotip antara generalis dan spesialis dalam populasi yang benar-benar campuran telah diamati berulang kali, “Kata serigala.

Hasil ini penting dalam konteks bagaimana populasi bereaksi terhadap perubahan dalam karakter dan distribusi relung variabel. “Telah selalu diasumsikan bahwa gangguan aliran gen merupakan prasyarat untuk divergensi adaptif,” kata Wolf. “Tetapi studi kami menunjukkan bahwa, bahkan ketika populasi sangat terhubung, adaptasi yang beragam tetap dapat muncul, sehingga semua relung yang tersedia dapat diisi.”

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP