Proses evolusi dari semua spesies hidup di planet kita melewati tahap perkembangan dan peningkatan jumlah populasinya, dan pengurangan jumlah spesimen menjadi beberapa ribu, ratusan atau kurang. Dalam kasus terakhir, adalah kebiasaan untuk berbicara tentang efek kemacetan. Mari kita lihat lebih dekat apa artinya ini.
Apa efek kemacetan?
Mari kita bayangkan ada semacam makhluk hidup, yang diwakili oleh seratus ribu atau bahkan beberapa juta eksemplar. Dalam populasi yang begitu besar, berbagai macam sifat dapat ditemukan di antara individu-individu dari spesies ini. Misalnya, akan ada individu dengan warna putih, hitam, coklat, bintik; individu besar, kecil dan menengah; beberapa akan cepat, yang lain lambat, beberapa akan memiliki anggota badan yang panjang, yang lain akan memiliki mata yang besar. Daftar kualitas dan atribut ini dapat dilanjutkan untuk waktu yang lama. Hanya ada satu kesimpulan: dalam populasi dengan jumlah individu yang besar, terdapat banyak variasi informasi genetik, yaitu kumpulan gen.kaya.
Sekarang mari kita bayangkan bahwa beberapa bencana alam terjadi, yang menyebabkan kepunahan tajam spesies ini. Akibatnya, dari satu juta individu, hanya beberapa puluh atau ratusan yang tersisa. Secara alami, keragaman genetik akan hilang. Individu yang bertahan hidup hanya membawa beberapa alel yang berbeda, dari mana generasi berikutnya akan terbentuk. Pengurangan dalam kumpulan gen ini adalah efek kemacetan. Situasinya benar-benar mirip dengan fakta bahwa dari berbagai macam bola berwarna yang ada di dalam botol, hanya sedikit yang dituangkan melalui leher yang sempit.
Efek pendiri
Jumlah individu yang bertahan melalui tahap "bottleneck" memunculkan generasi baru. Sehubungan dengan mereka, jumlah individu yang berkurang ini adalah pendiri atau populasi induk.
Jika jumlah individu dari suatu spesies dikurangi menjadi 10 atau kurang, maka seseorang berbicara tentang efek pendiri yang ekstrem. Dalam hal ini, praktis tidak akan ada keragaman alel dalam kumpulan gen generasi berikutnya, dan karakter morfologi yang sama akan cukup sering muncul.
Dengan demikian, efek dari founder dan bottleneck terhubung satu sama lain dalam satu rantai evolusi: yang pertama mengikuti yang kedua.
Apa yang menyebabkan efek ini?
Dengan kata lain, apakah reduksi kumpulan gen baik atau buruk? Jawaban atas pertanyaan ini tidak sesederhana kelihatannya pada pandangan pertama. Berikut sisi positif dan negatifnyaikuti dari definisi efek bottleneck, yaitu pengurangan keragaman genetik pada spesies tertentu:
- Pro. Pada populasi berikutnya, sifat dan mutasi spesifik ditetapkan yang mungkin bermanfaat bagi individu di lingkungan itu.
- Kontra. Tingkat keragaman genetik yang rendah menyebabkan penurunan kemampuan suatu spesies untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan, yaitu membuatnya rentan. Selain itu, individu sering mulai memiliki cacat bawaan.
Contoh Cheetah
Contoh nyata dari efek kemacetan yang disebabkan oleh seleksi evolusioner adalah cheetah modern. Sebelum lapisan es global planet kita (periode Kuarter), ada beberapa spesies cheetah di Afrika, Eurasia, dan Amerika Utara, yang sangat berbeda dari yang modern baik dalam ukuran maupun dalam kemampuan kecepatan. Menurut beberapa perkiraan, jumlah total cheetah di planet ini bisa mencapai ratusan ribu individu.
Selama periode Kuarter, ketika makanan menjadi kurang tersedia, terjadi kematian massal banyak spesies makhluk hidup, termasuk cheetah. Diyakini bahwa jumlah yang terakhir mungkin hanya beberapa ratus individu. Selain itu, hanya spesimen tercepat dan terkecil yang bertahan, yaitu, ada efek kemacetan bagi cheetah.
Saat ini, cheetah adalah mamalia dengan keragaman genetik yang sangat rendah. Binatang buas ini lemahtahan terhadap segala macam penyakit, dan semua upaya untuk menanamkan organ di dalamnya berakhir dengan kegagalan. Tubuh cheetah praktis tidak mampu beradaptasi dengan perubahan lingkungan.
Pengurangan populasi buatan
Sesuai namanya, efek bottleneck ini sudah disebabkan oleh campur tangan manusia di alam. Ada beberapa contoh:
- Segel gajah utara. Sebagai hasil dari perburuan aktif dan pemusnahan hewan-hewan ini pada akhir abad ke-19, dari 150 ribu, hanya 20 individu yang tersisa.
- Bison Eropa dan Amerika. Bison Eropa pada awal abad ke-20, hanya ada 12 individu (dari 3600), dan Amerika - 750 (dari 370 ribu).
- Kura-kura raksasa di Kepulauan Galapagos.
Perhatikan bahwa efek ini juga digunakan dalam pemilihan subspesies baru tumbuhan dan hewan, untuk mengkonsolidasikan sifat-sifat yang bermanfaat bagi manusia.
Dapatkah keragaman genetik pulih?
Jawaban untuk pertanyaan ini adalah ya. Ya, bisa, tetapi untuk ini perlu menciptakan kondisi yang sesuai. Bahkan ketika kelompok induk individu kecil dan ada efek hambatan yang kuat di masa lalu, keragaman genetik dapat dipulihkan dalam proses evolusi yang panjang.
Untuk itu, lingkungan harus menyediakan berbagai relung untuk habitat spesies ini, yaitu lingkungan itu sendiri harus beragam. Kemudian,beradaptasi dengan kondisi baru dan secara bertahap mengumpulkan mutasi baru, spesies dapat memulihkan kumpulan gennya.
Bagaimana dengan evolusi manusia?
Berbagai bencana alam sejarah yang diketahui terus-menerus merenggut puluhan dan ratusan ribu nyawa manusia, yang menciptakan efek hambatan bagi Homo Sapiens dan spesies manusia lainnya. Berikut beberapa contohnya:
- 75 ribu tahun yang lalu, gunung berapi Toba meledak di Indonesia. Kekuatan ledakannya diperkirakan mencapai 3.000 gunung berapi Saint Helena! Menurut beberapa asumsi, letusan ini dapat mengurangi jumlah berbagai jenis manusia hingga beberapa ribu individu di seluruh Bumi.
- Selama Abad Pertengahan, sekitar 1/3 populasi Eropa meninggal akibat wabah hitam.
- Selama penjajahan Dunia Baru oleh orang Eropa pada akhir abad ke-15 - paruh pertama abad ke-16, sekitar 90% penduduk asli dihancurkan.
- Pada tahun 1783, gunung berapi Lucky meledak di Islandia. Selanjutnya, kelaparan dan penyakit ditambahkan ke dalamnya, akibatnya sekitar 20% penduduk pulau itu meninggal.
Adapun situasi saat ini dengan manusia, keragaman genetik mereka cukup besar, karena populasi planet ini sekitar 7,5 miliar dan tersebar di seluruh Bumi (kondisi lingkungan yang berbeda).
