Menjelajahi Teori Hukum Hardy-Weinberg: Rumus dan Kondisinya
Hukum Hardy-Weinberg merupakan prinsip kesetaraan yang menjelaskan keseimbangan genetika dalam suatu kelompok populasi. Seperti disebutkan dengan nama tersebut, aturan ini dikemukakan pertama kali oleh dokter Jerman bernama Wilhelm Weinberg serta matematikus asal Inggris berinisial G.H. Hardy pada tahun 1908.
Dua peneliti itu masing-masing merumuskan model matematis yang menjelaskan mekanisme pewarisan gen tanpa perubahan. struktur genetika di populasi. Hukum Hardy-Weinberg menjadi standar bagi ahli genetika dalam membandingkan populasi serta menyadari perkembangan dalam alur evolusi.
Berikutnya, mari kita bahas tentang bunyi, formula, dan prasyarat hukum Hardy-Weinberg. Pelajari lebih lanjut mengenai teori Hardy-Weinberg dengan menyimak penjelasan di bawah ini.
Konten Teori serta Prinsip-prinsip Dasar Hukum Hardy-Weinberg
Bunyi atau isi hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa "Kekuatan frekuensi alel serta komposisi genotipe pada satu populasi akan stabil dari generasi ke generasi, terkecuali adanya faktor eksternal selain pertukaran silang saat reproduksi seksual."Prinsip atau asas yang sering disebut juga sebagai Hukum Ketetapan Hardy-Weinberg ini menjelaskan bahwa frekuensi alel dan Genotipe di sebuah populasI akan bertahan tanpa perubahan (dalam keadaan keseimbangan antara satu generasi dengan generasi selanjutnya) sampai terjadi gangguan akibat faktor-faktor tertentu.
Frekuensi alel adalah rasio atau persentase total dari suatu gen dalam populasi. gen Yang berisi variasi gen khusus tersebut. Yang bisa menimbulkan ketidakseimbangan itu antara lain perkawinan tak sewenang-wenang, mutasi, seleksi alami, ukuran populasi kecil, serta perpindahan gen ( migrasi).
Hukum Hardy-Weinberg bisa disederhanakan menjadi: frekuensi gen pada setiap generasi akan stabil jika tak ada faktor evolusi yang mempengaruhi. Frekuensi gen ini merujuk pada rasio antara jenis kelompok genotipe di dalam sebuah populasi.
Jika setiap genotip memiliki viabilitas (kemampuan tumbuh normal pada kondisi optimum) dengan kesempatan yang sama, perbandingan antar-genotip dari satu generasi ke generasi dalam suatu populasi akan tetap sama atau konstan.
Syarat Berlakunya Hukum Hardy-Weinberg
Berdasarkan informasi di atas, dapat disimpulkan bahwa beberapa kriteria perlu dipenuhi supaya prinsip kesetimbangan Hardy-Weinberg sah digunakan. Paling tidak ada lima kondisi tertentu yang mesti tercapai demi kelengkapan hukum Hardy-Weinberg.Menurut kutipan dari buku Modul Guru Biologi (2016:66) yang diterbitkan oleh Kemdikbud, kombinasi kondisi yang memenuhi kriteria hukum Hardy-Weinberg ditunjukkan seperti di bawah ini.
1. Ukuran Populasi Besar
Pada kelompok yang besar (terdiri dari banyak anggota), terjadi fenomena perubahan ini. genetik Atau penyimpangan genetik yang disebabkan oleh variasi acak dalam populasi genetik tidak akan mempengaruhi frekuensi alel.
2. Terpisah dari Kelompok Lain
Dalam populasi yang terasing, tidak akan ada aliran gen (pertukaran alel di antara populasi karena adanya pergerakan individu) untuk memodifikasi set(genetik).
3. Tidak Ada Mutasi
Ubah satu alel menjadi alel yang berbeda karena mutasi bisa menyebabkan pergeseran frekuensi alel dan juga pola genotip dalam sebuah populasi.
4. Perkawinan Acak
Berkat adanya pernikahan sembarangan, frekuensi alel dan genotip mampu mengikuti aturan warisan karakteristik Mendel. Sehingga, frekuensi tersebut dapat dipertahankan tanpa berubah-ubah (konstan) antara satu generasi dengan generasi selanjutnya.
5. Tak Terdapat Pemilihan Alam
Jika setiap individu memiliki peluang bertahan hidup dan berhasil bereproduksi yang serupa, maka frekuensi alel serta genotipe akan tetap stabil antar generasi.
Rumus Hukum Hardy Weinberg
Frekuensi gen dalam suatu populasi menurut hukum Hardy-Weinberg dapat dihitung melalui rumus :(p2+q2) = p2+q2 = 1, di mana p+q = 1.
Dengan keterangan sebagai berikut:
- P menggambarkan frekuensi alel yang mendominasi;
- Saya mengungkapkan frekuensi alel resesif tersebut.
- p2 menunjukkan jumlah relatif dari individu AA dalam sebuah kelompok;
- q2 mengindikasikan jumlah individu yang memiliki genotipe aa;
- 2pq menunjukkan jumlah individu yang memiliki genotipe Aa;
- Total seluruh frekuensi alel adalah 1.
Kaitan Antara Prinsip Hardy-Weinberg dan Proses Evolusi
Ide keseimbangan pada prinsip ini bisa digunakan untuk menginterpretasikan proses evolusi dari Hukum Hardy-Weinberg. Proses evolusinya menjelaskan bahwa perubahan evolusioner hanya akan muncul jika salah satu kondisi yang harus dipatuhi tidak tercapai.Dengan demikian, penyebab Evolusi utama berlangsung karena adanya seleksi alam, perubahan genetik (hanjutan atau pergesseran genetik), pertukaran gen (aliran gen), mutasi, serta perkawinan yang tidak sembarangan.
Berikut adalah rangkuman singkat mengenai setiap faktor yang memicu evolusi sebagaimana diambil dari modul Genetika dan Evolusi (2008) oleh UNY.
1. Genetic Drift
Genetik drift merujuk pada variasi gen dalam kelompok genetik dari sebuah populasi yang terjadi akibat peristiwa sehingga frekuensi alel berubah.Sebagai contoh terjadi bencana yang menyebabkan jumlah populasi menurun secara signifikan. Dampak dari kejadian tersebut, individu-individu yang selamat tidak lagi mencerminkan keragaman genetika yang sebelumnya dimiliki oleh populasi tersebut, bahkan beberapa alel dengan karakteristik spesifik pun lenyap tanpa jejak. Hal ini dikenal sebagai efek botol leher (bottleneck effect) pada penyimpangan genetik (genetic drift).
Di samping itu, terdapat pula fenomena yang disebut efek pendiri, di mana sekelompok kecil individu yang menduduki daerah pemukiman baru dan jauh dari penghuninya lainnya tidak dapat mencerminkan keragaman genetika dari populasi awal yang mereka tinggalkan.
Keberagamannya yang disumbangkan oleh sekelompok kecil individu tersebut akan mempengaruhi susunan genetik dari populasi yang terbentuk dalam lingkungan baru. Karena alasan ini, banyak spesies unik dapat ditemui di lokasi-lokasi tertentu.
2. Gene Flow
Alih gen atau alirannya merupakan fenomena yang terjadi ketika sejumlah individu pindah antar dua kelompok populasi secara masif dan melangsungkan perkawinan di antara mereka. Fenomena tersebut memicu munculnya variasi genetik baru dalam populasi.Jika aliran gen berlangsung dengan jumlah yang cukup besar, hal ini bisa mempengaruhi frekuensi gen di dalam sebuah populasi.
3. Perkawinan Tidak Acak
Perkawinan di luar jodoh bisa terbentuk karena berbagai alasan yang membuat setiap orang tidak memiliki peluang yang sama untuk bereproduksi dan menikah.Misalnya, terdapat dorongan alami untuk mendapatkan pasangan yang diinginkan, sehingga pernikahan dalam sebuah kelompok bisa menjadi tidak seimbang.
4. Mutasi
Perpindahan merupakan modifikasi pada tata letaknya. DNA Sebagai suatu organisme, misalnya, modifikasi pada bunga dari warna putih ke merah akibat pergantian alel 'aa' menuju alel dominan 'A'. Ini dapat mengakibatkan pengurangan jumlah alel 'a', sementara secara bersamaan menambah frekuensi alel 'A'.Meskipun begitu, kenaikan frekuensi alel akibat mutasi hanya akan nampak jelas jika individu yang memiliki alel tersebut mendapatkan jumlah keturunan yang besar. Hal ini dapat terwujud melalui proses genetic drift atau seleksi alam.
5. Seleksi Alam
Proses alam menyediakan peluang unik bagi masing-masing organisme dalam menyesuaikan diri dengan lingkungannya. Kekuatan pemilihan alami bisa menjadikan beberapa makhluk hidup memiliki jumlah anak yang lebih besar dibandingkan tetangganya, namun ada pula yang justru memiliki keturunan lebih sedikit.Proses seleksi alam serta dampaknya muncul dikarenakan adanya ciri-ciri unik atau situasi spesifik yang membuat suatu individu tak sanggup bertahan hidup selama individu lainnya ataupun menghasilkan keturunan dengan frekuensi tinggi.