Diversitas genetik

Diversitas genetik terdapat dalam empat level organisasi: di antara spesies, di antara populasi, di dalam populasi dan di dalam individu.

Diversitas di antara spesies sudah cukup jelas, sungguhpun kita sering tidak berpikir bahwa perbedaan di antara spesies sebagai manifestasi dari diversitas genetik karena kita dapat membedakan spesies dengan mudah tanpa mengetahui komposisi gennya.

Diversitas genetik di antara populasi dari suatu spesies  juga sering sangat besar. Di dunia pertanian misalnya ada berbagai macam varietas (padi, jagung), meskipun ini hasil seleksi buatan. Di spesies pohon perbedaan antara populasi pada spesies yang sama (dikenal  dengan istilah provenans) sering besar.

Dalam populasi kebanyakan populasi alami, perbedaan genetik di antara individu sering juga besar. Akhirnya diversitas genetik terdapat di dalam suatu individu bilamana ada dua alel untuk gen yang sama (perbedaan konfigurasi DNA yang menduduki lokus yang sama pada suatu khromosom).

Di masa lalu hanya sedikit perhatian diberikan pada diversitas genetik pada populasi alami, sungguhpun ini sangat krusial bagi kelestarian dari bentuk-bentuk biologi, perkembangan diversitas spesies (evolusi) dan berfungsinya biosfer, ekosistem serta komunitas biologi.

Bersarnya diversitas di dalam suatu spesies tergantung pada jumlah individu, kisaran penyebaran geografinya, tingkat isolasi dari populasi dan sistem genetiknya.

Peran penting juga dilakukan oleh proses-proses seleksi alami dan antropogenik, serta juga faktor-faktor yang berpengaruh pada perubahan spasial dan temporal pada komposisi genetik dari spesies atau populasi.

                                                             

Diversitas genetik penting bagi kemampuan spesies dan populasi beradaptasi terhadap perubahan kondisi lingkungan dan karena itu merupakan persyaratan bagi kelangsungan hidupnya.

Pada spesies yang berkembang biak secara seksual, setiap populasi lokal mengandung kombinasi gen tertentu. Jadi, suatu spesies merupakan kumpulan populasi yang berbeda secara genetik satu sama lain.  Perbedaan genetik ini diwujudkan sebagai  perbedaan di antara populasi dalam sifat morfologi, fisiologi, kelakuan, dan sejarah hidup (life history). Dengan kata lain, sifat-sifat genetik (genotipe) mempengaruhi sifat-sifat yang diekspresikan (fenotipe).

Seleksi alami pada awalnya bekerja pada level fenotipik, memihak kepada atau tidak menguntungkan untuk sifat-sifat yang diekspresikan (fenotipe). Lukang gen (gene pool) – agregat total gen pada suatu populasi pada suatu waktu, akan berubah  ketika organisme dengan fenotipe yang kompatibel dengan lingkungan akan lebih mampu bertahan hidup dalam jangka lama dan akan berkembang biak lebih banyak dan meneruskan gen-gennya lebih banyak pula ke generasi berikutnya.   

Besarnya diversitas genetik dalam populasi lokal sangat bervariasi. Banyak kegiatan konservasi peduli dengan penjagaan diversitas genetik tumbuhan atau hewan. Populasi kecil  yang berbiak secara aseksual dan terisolasi, sering memiliki diversitas genetik yang kecil di antara individu, sedangkan pada populasi besar dan berbiak secara seksual sering memiliki variasi yang besar. Dua faktor utama yang bertanggung kepada jawab adanya variasi ini, yaitu  cara bereproduksi (seksual atau aseksual) dan ukuran populasi.

Cara  reproduksi

Pada populasi seksual, gen direkombinasi pada setiap generasi, menghasilkan genotipe baru. Kebanyakan keturunan spesies seksual mewarisi separuh gennya dari induk betina dan separuhnya lagi dari induk jantan, susunan genetiknya dengan demikian berbeda dengan kedua induknya atau dengan individu yang lain di dalam populasi.

Adanya mutasi yang menguntungkan, yang pada awalnya muncul pada suatu individu dapat direkombinasi  dalam kurun waktu tertentu pada populasi seksual. Sebaliknya, keturunan individu aseksual secara genetik identik dengan induknya. Satu-satunya sumber kombinasi gen dalam populasi aseksual adalah mutasi (perubahan dalam material genetik yang diwariskan ke keturunannya).  Mutasi mungkin terjadi spontan (kekeliruan dalam replikasi material genetik) atau terjadi karena pengaruh faktor eksternal (misal radiasi dan bahan kimia tertentu). Mutasi terjadi di dalam gen yang terdapat pada molekul DNA- deoxyribonucleic acid. 

Populasi aseksual mengakumulasi variasi genetiknya hanya pada laju mutasi genya. Mutasi yang menguntungkan pada individu aseksual yang berbeda tidak mungkin mengalami rekombinasi gen dan muncul pada suatu individu seperti layaknya pada populasi seksual. Kombinasi gen yang menguntungkan akan lebih besar pada populasi seksual daripada populasi  aseksual.

Ukuran populasi

Dalam jangka panjang, diversitas genetik akan lebih lestari dalam populasi besar daripada dalam populasi kecil. Melalui efek damparan genetik (genetic drift- perubahan dalam lukang gen dari suatu populasi kecil yang berlangsung semata-mata karena proses kebetulan), suatu sifat genetik dapat hilang dari populasi kecil dengan cepat.

Sebagai contoh, populasi memiliki dua atau lebih bentuk gen (dinamakan alel). Tergantung alel mana suatu individu mewarisi, suatu fenotipe tertentu akan dihasilkan. Bila populasi tetap berukuran kecil dalam jangka waktu lama, mereka mungkin kehilangan salah satu alel dari setiap gen karena proses kebetulan. Kehilangan alel terjadi karena eror sampling. Ketika beberapa individu kawin, mereka bertukar gen. Bayangkan awalnya separuh populasi memiliki satu bentuk gen tertentu, dan separuhnya populasi yang lain memiliki bentuk gen yang lain. Karena kebetulan, dalam populasi kecil pertukaran gen dapat mengakibatkan semua individu pada generasi berikutnya memiliki alel yang sama. Satu-satunya cara bagi populasi ini mengadung variasi dari gen ini lagi adalah melalui mutasi gen atau imigrasi individu dari populasi lain. Meminimalkan kehilangan diversitas genetik pada populasi kecil merupakan problem utama yang dihadapi dalam upaya konservasi.