Bab Iv. Aspek Genetika.doc

BAB IV ASPEK GENETIK DALAM EKOSISTEM PENDAHULUAN Organisme-organisme dalam suatu ekosistem berinteraksi dengan lingkungannya secara terus menerus. Apabila durasi interaksi tersebut sangat panjang, perubahan-perubahan susunan genetik suatu spesies atau populasi (evolusi) dapat terjadi. Respon organisme terhadap lingkungannya ditentukan oleh sifat genetik hasil evolusi yang telah terjadi. Dengan kata lain, kehidupan organisme dipengaruhi oleh sifat genetik dan lingkungannya. Dengan demikian, interaksi organisme dengan lingkungannya akan semakin jelas apabila disertai pemahaman sifat genetiknya. Oleh karena itu, pembicaraan aspek genetik dalam ekologi adalah relevan. Bab ini membahas pengaruh interaksi faktor genetik dan lingkungan terhadap sifat yang tampak pada organisme dan adaptasi organisme terhadap lingkungannya. Istilah-istilah genetika digunakan di sana-sini tetapi pembahasan diarahkan agar tidak ke ilmu genetika melainkan ke ekologi. Setelah mempelajari bab ini mahasiswa diharapkan dapat memahami dan menjelaskan tentang interaksi faktor genetik dan lingkungan terhadap sifat yang tampak pada organisme dan adaptasi organisme terhadap lingkungannya. INTERAKSI FAKTOR GENETIK DAN LINGKUNGAN Tiap individu memperlihatkan variasi sifat yang tampak sebagai hasil interaksi antara susunan genetik dan kondisi lingkungan. Interaksi tersebut mempengaruhi proses-proses dalam organisme yang pada akhirnya menghasilkan sifat yang tampak. Susunan genetik suatu individu disebut dengan genotip (genotype) sedangkan sifat yang tampak pada suatu organisme yang dihasilkan genotip bersama-sama dengan lingkungannya disebut fenotip (phenotype). Hubungan antara fenotip individu dengan genotip dan lingkungannya, dalam hal ini tumbuhan dibuat sebagai contoh, dapat dilihat dalam Gambar 4 sedangkan hubungan antara fenotip, genotip, dan lingkungan dapat diungkapkan secara sederhana dalam bentuk persamaan sbb. : 31

P = G + E + GE P G E GE

= = = =

Fenotip Genotip Semua faktor non genetik termasuk tumbuhan beserta lingkungan fisis dan biotis. interaksi antara genotip dan faktor lingkungan

Seringkali interaksi tersebut kecil pengaruhnya dan diabaikan meskipun dalam khasus tertentu berperanan penting.

GENOTIP Gen : ADN ARN

LINGKUNGAN EKSTERNAL Waktu Ruang

Cahaya

FENOTIP PROSES TUMBUHAN Reaksi kimia Fotosintesis Respirasi Pengambilan air dan mineral Transpirasi

Translokasi Divisi sel

Panas Air Tanah Hara Kimia Organisme lain

Umur Rupa

Pertumbuhan : tingkat periodisitas kompleksitas Ketahanan terhadap : hama, kondisi ekstrim faktor lingkungan seperti air, cahaya, panas Simbiosis

ADN = Asam Deoksiribo nukleat ARN = Asam Ribo Nukleat Gambar 4. Hubungan antara fenotip individu dengan genotip dan lingkungannya.

32

Kontribusi sifat genotip dan faktor lingkungan dalam mempengaruhi fenotip dapat didekati dengan persamaan tentang hubungan antara varians (ukuran variasi dalam statistika) dari tiap faktor sbb. : Vp = Vg + Ve Persamaan tersebut berasumsi bahwa variasi sifat fenotip ditentukan oleh variasi genotip dan variasi lingkungan. Dengan persamaan tersebut, kekuatan kontrol genetik (heritabilitas) suatu sifat besarnya adalah = Vg/Vp = Vg/(Vg + Ve). Jika nilainya tinggi, misalnya 80%, itu artinya ada kontrol genetik yang kuat pada sifat tersebut. Sebagai konsekuensi dari hubungan antara sifat genotip, kondisi lingkungan, dan fenotip seperti diuraikan di muka, sifat genotip dapat dimodifikasi oleh kondisi lingkungan. Tingkat yang menunjukkan kemampuan suatu sifat genotip tertentu dimodifikasi (perubahan non genetik) oleh kondisi lingkungan diistilahkan dengan plastisitas fenotip. Untuk tumbuhan herba sifat plastis muncul pada : ukuran bagian vegetatif; jumlah tunas, daun, bunga; dan tingkat pemanjangan batang. Untuk kebanyakan spesies pohon, sifat yang dibentuk dalam periode aktivitas meristimatik yang relatif lama seperti pemanjangan batang, dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan lebih plastis daripada sifat seperti struktur reproduktif yang dibentuk dalam waktu singkat atau sifat-sifat seperti bentuk daun, yang sudah tampak pada awal perkembangan. ADAPTASI ORGANISME DENGAN LINGKUNGANNYA Ekotip Sifat genetik suatu spesies dapat berubah karena beradaptasi terhadap kondisi lingkungan suatu habitat. Produk respon genetik suatu populasi terhadap suatu habitat tertentu disebut dengan ekotip (ecotype). Populasi suatu spesies yang tersebar di beberapa habitat dengan kondisi lingkungan yang berbeda dapat menjadi ekotip-ekotip sebagai respon genetik terhadap kondisi habitat masing-masing. Lokasi geografis tempat suatu ekotip dijumpai

33

disebut provenans. Masing-masing ekotip mempunyai karakeristik berbeda. Konsep ekotip menyatakan : a. Perbedaan karakteristik ditentukan oleh sifat genetik b. Perbedaan mereka dapat bersifat morfologis, fisiologis, fenologis atau ketiganya c. Ekotip dijumpai pada tipe habitat yang berbeda d. Perbedaan karakteristik tersebut karena adaptasi dengan habitat yang berbeda tersebut e. Mereka secara potensial dapat saling membuahi f. Mereka bersifat diskret dengan perbedaaan yang jelas Konsep ekotip yang memandang perbedaan karakteristik bersifat tegas kemudian ditentang oleh para ahli yang memunculkan konsep ekoklin (ecocline). Ekoklin adalah gradasi sifat spesies yang berasosiasi dengan suatu gradien lingkungan. Suatu ekotip dengan begitu merupakan segmen dari ekoklin. Menyikapi perkembangan ini lahirlah istilah ekuivalen ekotip yaitu genoekolinodeme (genoecoclinodeme) Relung (niche) Relung merupakan istilah untuk mengungkapkan dalam satu kata tentang pengaturan tempat, waktu, dan cara suatu spesies yang bersifat genetis dalam berkompetisi (untuk mendapatkan cahaya, air, hara, dll.) dengan spesies lainnya dalam ekosistemnya. Dengan kata lain, agar tidak terjadi kompetisi yang hebat organisme melakukan adaptasi. Dua spesies yang berkerabat dekat cenderung mempunyai kebutuhan hidup yang sama sehingga berpotensi untuk terlibat dalam suatu kompetisi yang hebat. Jika ini terjadi, salah satu spesies dapat punah. Adaptasinya adalah berupa pemisahan relung. Misalnya, masingmasing mempunyai tempat hidup yang berbeda (komponen tempat) atau waktu aktif berbeda (komponen waktu) atau toleransi terhadap naungan yang berbeda (komponen cara). Pemisahan relung sering tidak sempurna sehingga memungkinkan terjadi tumpang tindih relung antara dua spesies. Selain itu, tiap spesies mempunyai lebar relung masingmasing. Spesies yang dapat hidup pada kisaran kondisi habitat yang bermacam-macam mempunyai lebar relung lebih tinggi daripada yang hanya hidup pada kondisi habitat tertentu. 34

Koevolusi Interaksi antara spesies berbeda dalam waktu yang panjang dapat mendorong koevolusi (evolusi bergantian yang terjadi pada dua spesies yang berinteraksi sebagai akibat tekanan seleksi secara timbal balik). Misalnya, interaksi antara herbivora dan tumbuhan makanannya. Beberapa anggota suatu populasi tumbuhan ada yang kurang menarik, kurang bergizi, kurang enak bagi herbivora sehingga kurang dikonsumsi oleh herbivora. Tumbuhan kelompok ini akan hidup dan menghasilkan biji lebih baik dari yang banyak dikonsumsi oleh herbivora. Dari tahun ke tahun kelompok yang tidak disukai herbivora tumbuh menjadi lebih banyak. Sebaliknya, herbivora akan semakin berkurang karena tumbuhan yang disukai semakin berkurang dan hanya yang toleran terhadap kualitas makanan yang kurang disukai yang bertahan hidup. Keadaan ini menjadi tekanan seleksi bagi herbivora sehingga hanya kelompok yang dapat mengkonsumsi tumbuhan yang ada yang dapat terus hidup. Dari generasi ke generasi, herbivora ini semakin banyak dan menjadi tekanan seleksi bagi tumbuhan. Proses ini akan berjalan terus menerus. PENUTUP Pertanyaan berikut ini dapat membantu mahasiswa dalam mempelajari bab ini. Jawablah pertanyaan berikut ini dengan tanpa membuka bahan ajar ini! 1. Mengapa aspek genetik penting dalam ekologi hutan? 2. Jelaskan hubungan antara faktor lingkungan, faktor genetik, dan fenotip! 3. Jelaskan pengertian ekotip, provenans, dan relung ekologis! Jika dalam menjawab pertanyaan tadi mahasiswa masih membaca bahan ajar ini berarti tingkat pemahamannya masih perlu ditingkatkan lagi dengan cara mempelajarinya lagi.

35