keanekaragaman genetik

Keanekaragaman genetik
Keanekaragaman genetik adalah suatu tingkatan biodiversitas yang merujuk pada jumlah total karakteristik genetik dalam genetika keseluruhan spesies. Ia berbeda dari variabilitas genetik, yang menjelaskan kecenderungan karakteristik genetik bervariasi.
Pada bidang akademik genetika populasi, terdapat beberapa hipotesis dan teori mengenai keanekaragaman genetik. Teori netral evolusi mengajukan bahwa keanekaragaman adalah akibat dari akumulasi substitusi netral. Seleksi pemutus adalah hipotesis bahwa dua subpopulasi suatu spesies yang tinggal di lingkungan yang berbeda akan menyeleksi alel-alel pada lokus tertentu yang berbeda pula. Hal ini dapat terjadi, jika suatu spesies memiliki jangkauan yang luas relatif terhadap mobilitas individu dalam populasi tersebut. Hipotesis seleksi gayut frekuensi menyatakan bahwa semakin umum suatu alel, semakin tidak bugar alel tersebut. Hal ini dapada terlihat pada interaksi inang dengan patogen, di mana frekuensi alel pertahanan yang tinggi pada inang dapat mengakibatkan penyebaran patogen yang luas jika patogen dapat mengatasi alel pertahanan tersebut.
Daftar isi
• 1 Pentingnya keanekaragaman genetik
• 2 Sintasan dan adaptasi
• 3 Relevansi agrikultural
• 4 Mengatasi keanekaragaman genetik yang rendah
• 5 Pengukuran keanekaragaman genetik
• 6 Lihat pula
• 7 Referensi

Pentingnya keanekaragaman genetik
Terdapat beberapa cara untuk mengukur keanekaragaman genetika. Sebab-sebab hilangnya keanekaragaman genetika pada hewan juga telah dikaji dan diidentifikasi.[1][2] Kajian tahun 2007 yang dilakukan oleh National Science Foundation menemukan bahwa keanekaragaman genetik dan keanekaragaman hayati bergantung satu sama lainnya, bahwa keanekaragaman dalam suatu spesies diperlukan untuk menjaga keanekaragaman antar spesies.[3]
Sintasan dan adaptasi
Keanekaragaman genetik memainkan peran yang sangat penting dalam sintasan dan adaptabilitas suatu spesies, karena ketika lingkungan suatu spesies berubah, variasi gen yang kecil diperlukan agar spesies dapat bertahan hidup dan beradaptasi. Spesies yang memiliki derajat keanekaragaman genetik yang tinggi pada populasinya akan memiliki lebih banyak variasi alel yang dapat diseleksi. Seleksi yang memiliki sangat sedikit variasi cendering memiliki risiko lebih besar. Dengan sedikitnya variasi gen dalam spesies, reproduksi yang sehat akan semakin sulit, dan keturunannya akan menghadapi permasalahan yang ditemui pada penangkaran sanak.[4]
Relevansi agrikultural
Ketika manusia mulai bercocok tanaman, terdapat usaha penangkaran selektif untuk menurunkan sifat-sifat yang menguntungkan pada tanaman, dan menghilangkan sifat-sifat yang merugikan. Penangkaran selektif ini mengakibatkan monokultur, yakni keseluruhan tumbuhan pada ladang memiliki gen yang hampir identik satu sama lainnya. Keanekaragaman genetik yang rendah tersebut mengakibatkan tanaman sangat rentan terkena serangan pada suatu variasi genetik tertentu dan menghancurkan keseluruhan spesies.[5]
Wabah Kelaparan Kentang di Irlandia merupakan contoh akibat dari rendahnya keanekaragaman genetik pada kentang. Karena tanaman kentang yang baru tidak dihasilkan dari reproduksi, melainkan dari bagian tumbuhan induk, tidak ada keanekagraman genetik yang berkembang, dan keseluruhan tanaman kentang dapat dikatakan merupakan hasil kloning dari satu tanaman kentang, sehingga sangat rentan terhadap epidemik. Pada tahun 1840-an, populasi Irlandia kebanyakan bergantung pada kentang sebagai sumber makanan utama. Masyarakat Irlandia pada saat itu menanam varietas kentang yang bernama “lumper”, yang rentan terhadap serangan Phytophthora infestans.[6] Plasmodiophorid ini menghancurkan mayoritas tanaman kentang, dan menyebabkan puluhan ribu orang mati kelaparan.
[sunting] Mengatasi keanekaragaman genetik yang rendah


Alam memiliki beberapa cara untuk menjaga dan meningkatkan keanekaragaman genetik. Pada plankton, virus membantu proses hanyutan genetik. Virus samudera yang menginfeksi plankton, membawa gen organisme lain selain gen virus itu sendiri. Ketika suatu virus yang mengandung gen lain menginfeksi plankton, tampilan genetik plankton yang terinfeksi akan berubah. Hanyutan secara konstan ini membantu menjaga populasi plankton yang sehat.[7]
Cheetah adalah spesies genting. Keanekaragaman genetik yang sangat rendah dan kualitas sperma yang rendah menyebabkan penangkaran dan keberlangsungan hidup cheetah sangat sulit. Hanya 5% cheetah yang dapat bertahan hidup sampai dewasa.[8] Sekitar 10.000 tahun yang lalu, hampir semua terkeculai spesies jubatus cheetah mati. Spesies ini menghadapi populasi leher botol dan sanah keluarga yang dekat dipaksa untuk saling kawin, ataupun penangkaran sanak.[9] Namun, baru-baru ini ditemukan bahwa cheetah betina dapat kawin dengan lebih dari satu pejantang per satu kelompok anak cheetah. Cheetah betina mengalami induksi ovulsi, yang artinya bahwa ovum baru diproduksi setiap kali cheetah berkawin. Dengan berkawin dengan banyak pejantan, cheetah betina ini akan meningkatkan diversitas genetika dalam suatu kelompok anak cheetah.[10
KEANEKARAGAMAN HAYATI LAUT
Deskripsi Keanekaragaman hayati
Keanekaragaman hayati adalah Seluruh keanekaan bentuk kehidupan di bumi, beserta interaksi diantara mereka dan antara mereka dengan lingkungannya. Keanekaragaman hayati atau keragaman hayati merujuk pada keberagaman bentuk-bentuk kehidupan: tanaman yang berbeda-beda, hewan dan mikroorganisme, gen-gen yang terkandung di dalamnya, dan ekosistem yang mereka bentuk. Kekayaan hidup adalah hasil dari sejarah ratusan juta tahun berevolusi.
Indonesia sebagai negara kepulauan yang terletak di antara dua benua (Asia dan Australia) serta dua samudera (Pasifik dan Hindia), dikaruniai keanekaragaman hayati yang amat kaya dan khas.
Keanekaan sistem pengetahuan dan kebudayaan masyarakat juga terkait erat dengan keanekaragaman hayati. Sehingga keanekaragaman hayati mencakup semua bentuk kehidupan di muka bumi, mulai dari makhluk sederhana seperti jamur dan bakteri hingga makhluk yang mampu berpikir seperti manusia, mulai dari satu tegakan pohon di pekarangan rumah hingga ribuan tegakan pohon yang membentuk suatu sistem jejaring kehidupan yang rumit.
Proses evolusi memiliki arti bahwa kolam keragaman hidup bersifat dinamis: akan meningkat ketika varian genetik baru dihasilkan, spesies atau ekosistem baru terbentuk; akan menurun ketika varian genetik dalam salah satu spesies berkurang, salah satu spesies punah atau sebuah ekosistem yang kompleks menghilang. Konsep ini meliputi hubungan antar makhluk hidup dan proses-prosesnya.

Peringkat negara dengan keanekaragaman dan endemisme tertinggi di dunia
Negara Nilai Keanekaragaman Nilai Endemisme Nilai Total
Brazil 30 18 48
Indonesia 18 22 40
Kolombia 26 10 36
Australia 5 16 21
Mexico 8 7 15
Madagaskar 2 12 14
Peru 9 3 12
Cina 7 2 9
Filipina 0 8 8
India 4 4 8
Ekuador 5 0 5
Venezuela 3 0 3

Tingkatan Keanekaragaman hayati
Keanekaragaman hayati biasanya dipertimbangkan pada tiga tingkatan: keragaman genetik, keragaman spesies dan keragaman ekosistem.
• Keragaman genetik merujuk kepada perbedaan informasi genetik yang terkandung dalam setiap individu tanaman, hewan dan mikroorganisme. Keragaman genetik terdapat di dalam dan antara satu populasi spesies maupun spesies yang berbeda.
• Keragaman spesies merujuk pada berbedanya spesies-spesies yang hidup.
• Keragaman ekosistem berkaitan dengan perbedaan dari habitat, komunitas biotik, dan proses ekologi, termasuk juga tingginya keragaman yang terdapat pada ekosistem dengan perbedaan habitat dan berbagai jenis proses ekologi.
KERAGAMAN GENETIK
Keragaman genetik mengacu pada variasi gen di dalam spesies. Ini meliputi variasi genetik antara populasi yang berbeda dari spesies yang sama, seperti 4 jenis rosella pipi putih, Platycercus eximius. Hal tersebut juga meliputi variasi genetik dalam populasi yang sama, dimana tampak relatif tinggi pada eukaliptus yang tersebar luas seperti Eucalyptus cloeziana, E. delegatensis, dan E. saligna.(2) Keragaman genetik dapat diukur dengan menggunakan variasi berdasarkan DNA dan tehnik lainnya.(3)

Variasi genetik baru terbentuk dalam populasi suatu organisme yang dapat bereproduksi secara seksual melalui kombinasi ulang dan pada individu melalui mutasi gen serta kromosom. Kumpulan variasi genetik yang berada pada populasi yang bereproduksi terbentuk melalui seleksi. Seleksi tersebut mengarah kepada salah satu gen tertentu yang disukai dan menyebabkan perubahan frekuensi gen-gen pada kumpulan tersebut.
Perbedaan yang besar dalam jumlah dan penyebaran dari variasi genetik ini dapat terjadi sebagian karena banyaknya keragaman dan kerumitan dari habitat-habitat yang ada, serta berbedanya langkah-langkah yang dilakukan tiap organisme untuk dapat hidup.

Jumlah yang diperkirakan adalah terdapat kurang lebih 10,000,000,000 gen berbeda yang tersebar pada biota-biota di dunia, walaupun tidak semuanya memberikan kontribusi yang sama pada keragaman genetik.(4) Secara khusus, gen-gen yang mengontrol dasar proses biokimia dipertahankan secara kuat oleh berbagai kelompok spesies (atau taksa) dan umumnya memperlihatkan perbedaan yang kecil. Gen lain yang lebih terspesialisasi meperlihatkan tingkat variasi yang lebih besar.
KERAGAMAN SPESIES
Keragaman spesies mengacu kepada spesies yang berbeda-beda. Aspek-aspek keragaman spesies dapat diukur melalui beberapa cara. Sebagian besar cara tersebut dapat dimasukkan ke dalam tiga kelompok pengukuran: kekayaan spesies, kelimpahan spesies dan keragaman taksonomi atau filogenetik.(5)

Pengukuran kekayaan spesies menghitung jumlah spesies pada suatu area tertentu. Pengukuran kelimpahan spesies mengambil contoh jumlah relatif dari spesies yang ada. Contoh yang biasanya diperoleh sebagian besar terdiri dari spesies yang umum, beberapa spesies yang tidak terlalu sering dijumpai dan sedikit spesies yang jarang sekali ditemui. Pengukuran keragaman spesies yang menyederhanakan informasi dari kekayaan dan kelimpahan relatif spesies ke dalam satu nilai indeks merupakan yang paling sering didunakan.(5), (6). Pendekatan lainnya adalah dengan mengukur keragaman taksonomi atau filogenetik, yang mempertimbangkan hubungan genetik antara kelompok-kelompok spesies. Pengukuran yang didasarkan pada analisa yang menghasilkan klasifikasi secara hirarkis ini pada umumnya ditampilkan dalam bentuk ‘pohon’ yang mengesampingkan pola percabangan agar dapat mewakili secara keseluruhan evolusi filogenetik dari taksa terkait.

Pengukuran keragamamn taksonomi yang berbeda-beda berhubungan dengan bermacam-macamnya karakteristik taksa dan hubungan yang ada.(7), (8). Tingkat spesies pada umumnya dinilai sebagai yang paling sesuai untuk memperkirakan keragaman antara organisme. Hal ini disebabkan karena spesies merupakan fokus utama dari mekanisme evolusi sehingga terjabarkan dengan baik. Pada tingkat global, diperkirakan 1.7 juta spesies telah dijelaskan; saat ini diperkirakan jumlah total spesies yang ada berkisar antara lima juta hingga hampir mencapai 100 juta spesies.(9) Di Australia, dengan perkiraan jumlah total spesies lokal (kecuali bakteri dan virus) 475,000, kira-kira setengahnya telah diketahui, hanya seperempatnya telah dijelaskan secara formal.(10) Estimasi jumlah spesies ini diharapkan dapat meningkat melalui studi terhadap beberapa kelompok yang jarang diperhatikan; seperti mikroorganisme, fungi, nematoda, hama dan serangga.

Pada skala yang lebih besar keragaman spesies tidak tersebar secara merata di seluruh dunia. Satu pola yang paling jelas dalam penyebaran spesies di dunia adalah sebagian besar kekayaan spesies terpusat pada wilayah katulistiwa dan cenderung menurun ke arah kutub. Secara umum, terdapat lebih banyak spesies per unit area di wilayah tropis dibandingkan dengan wilayah sub-tropis dan lebih banyak spesies di wilayah sub-tropis dibandingkan wilayah di daerah kutub. Sebagai tambahan, keragaman di ekosistem darat pada umumnya berkurang sengan bertambahnya ketinggian. Faktor lain yang dipercaya mempengaruhi keragaman di darat adalah curah hujan dan tingkat nutrien. Pada ekosistem laut, kekayaan spesies cenderung terpusat pada lempeng benua, walaupun komunitas laut dalam juga cukup tinggi.
KERAGAMAN EKOSISTEM
Keragaman ekosistem memetakan perbedaan yang cukup besar antara tipe ekosistem, keragaman habitat dan proses ekologi yang terjadi pada tiap-tiap ekosistem. Lebih sulit untuk menjelaskan keragaman ekosistem dibandingkan dengan keragaman spesies atau genetik dikarenakan oleh ‘batasan’ dari komunitas (hubungan antar spesies) dan karena ekosistem lebih mudah berubah. Karena konsep ekosistem adalah dinamis dan beragam, hal ini dapat diterapkan pada berbagai skala, walaupun untuk kepentingan pengelolaan pada umumnya dikelompokkan menjadi kelompok besar komunitas yang serupa, seperti hutan sub-tropis atau terumbu karang. Elemen kunci dalam mempertimbangkan ekositem adalah pada kondisi alaminya, proses ekologi seperti aliran energi dan siklus air dipertahankan.

Pengklasifikasian ekosistem di Bumi yang sangat beragam menjadi sistem yang dapat dikelola adalah tantangan besar bagi ilmu pengetahuan, dan sangatlah penting untuk mengelola dan menjaga biosfer ini. Pada tingkat global, sebagian besar sistem klasifikasi telah mencoba untuk mengambil jalan tengah antara kerumitan ekologi dari komunitas dan sederhananya klasifikasi habitat yang umum.

Umumnya sistem-sistem ini menggunakan kombinasi dari definisi tipe habitat berdasarkan iklim; sebagai contoh, hutan tropis yang lembab, atau padang rumput sub-tropis. Beberapa sistem juga menggunakan biogeografi global untuk memperhitungkan perbedaan-perbedaan biota antar wilayah dunia yang mungkin memiliki iklim dan karakteristik fisik serupa .

Australia dengan wilayah-wilayahnya memetakan sejumlah besar lingkungan daratan dan perairan, mulai dari daerah es kutub hingga padang rumput subtropis dan hutan tropis, dari terumbu karang hingga laut dalam. Tiap-tiap wilayahnya memperlihatkan ragam habitat dan interaksi yang besar antara maupun di dalam komponen biotik dan abiotiknya. Sebagai contoh, padang rumput spinifex di wilayah subtropis memetakan komunitas baik dengan maupun tanpa pepohonan. Pada tiap spinifex itu sendiri terdapat bermacam habitat mikro. Spesies-spesies berbeda terlibat dalam proses-proses ekologi seperti pada penyebaran biji (contoh, oleh spesies-spesies semut) dan daur ulang nutrien yang terdapat pada tiap habitat mikro.
Pengukuran dari keragaman ekosistem masih berada pada tahap awal. Akan tetapi, keragaman ekosistem merupakan elemen penting dari keseluruhan keanekaragaman hayati dan seharusnya dapat tercermin pada setiap pendugaan keanekaragaman hayati.
Potensi Keanekaragaman Hayati di Indonesia
• Sekitar 12 % (515 spesies, 39 % endemik) dari total spesies binatang menyusui, urutan kedua di dunia
• 7,3 % (511 spesies, 150 endemik) dari total spesies reptilia, urutan keempat didunia
• 17 % (1531 spesies, 397 endemik) dari total spesies burung di dunia, urutan kelima
• 270 spesies amfibi, 100 endemik, urutan keenam didunia
• 2827 spesies binatang tidak bertulang belakang selain ikan air tawar
• 35 spesies primata (urutan keempat, 18 % endemik)
• 121 spesies kupu-kupu (44 % endemik)
• Keanekaragaman ikan air tawar 1400 (urutan ke 3)
Taxonomic Group Species Endemic Species Percent Endemism
Plants 10,000 1,500 15
Mammals 201 123 61.2
Birds 697 249 35.7
Reptiles 188 122 64.9
Amphibians 56 35 62.5

Perkiraan manfaat ekosistem pesisir dan laut
• Nilai kegunaan dan non kegunaan hutan mangrove di Indonesia US$ 2,3 miliar (GEF/UNDP/IMO 1999)
• Nilai ekonomi terumbu karang Indonesia diperkirakan sekitar US$ 567 juta (GEF/UNDP/IMO 1999)
• Nilai padang lamun sebesar US$ 3.858,91/ha/tahun (Bapedal dan PKSPL-IPB 1999)
• Nilai ekologi dan ekonomi sumberdaya rumput laut di Indonesia sekitar US$ 16 juta (GEF/UNDP/IMO 1999)
• Nilai manfaat ekonomi potensi sumberdaya ikan laut di Indonesia sebesar US$ 15,1 miliar (Dahuri 2002)
• Manfaat sosial ekosistem pesisir dan laut diwujudkan dalam penyediaan sumber penghidupan dan pekerjaan bagi jutaan penduduk di wil tsb
• Ekosistem pesisir dan laut merupakan penghubung antara berbagai pulau dan gugus pulau kecil di Indonesia (fungsi sosial politik sebagai jembatan Nusantara)
• Nilai jasa lingkungan :

- sebagai penyerap karbon (rumput laut) diperkirakan senilai US$ 180/ha/thn
- pelindung pantai dari erosi (mangrove)
Permasalahan Keanekaragaman Hayati
Permasalahan utama adalah Penurunan Jumlah spesies. Awal tahun 1980, beberapa ahli di dunia mulai mengetahui bahwa spesies mulai mengalami kepunahan secara global. Kepunahan ini diketahui terjadi mulai dari 65 juta tahun yang lalu pada periode Cretaceous dimana banyak spesies termasuk Dinosaurus mulai punah. Krisis yang dihadapi saat ini merupakan hasil dari: Perubahan Klimat secara global, Perubahan Geologi secara alami, dan Kejadian katalistik.
Krisis saat ini merupakan akibat dari campur tangan manusia yang tidak bersahabat dengan alam. Tahun 80 an sampai 90an, ilmuwan, media, masyarakat, pemerintah di seluruh dunia mulai bekerja untuk menyelamatkan keanekaragaman hayati di daratan. Berbagai macam isu seperti pengrusakan hutan, pembangunan yang berlebih, explotasi yang berlebih, polusi, rusaknya habitat, invasi oleh spesies asing, menjadi fokus utama yang dibahas.Keanekaragaman hayati pesisir dan laut mulai menjadi perhatian pada tahun-tahun tersebut. Karena ekosistem di lautan memiliki lebih banyak spesies dibandingkan daratan. Diperkirakan 32 sampai 33 phyla hewan yang ditemukan di pesisir dan lautan. 15 phyla dari jumlah tersebut ditemukan hanya di estuari atau di lautan.
Prinsip Genetika
Perkembangan genetika sebagi ilmu tidak lepas dari percobaan yang dilakukan Mendel pada Pisum sativum. Mendel berhasil menjelaskan bagaimana sifat diwariskan dari tetuanya kepada anak dalam suatu persilangan antar tanaman dengan sifat yang berbeda.
Pisum sativum memiliki keuntungan digunakan dalam percobaan genetika karena mudah didapat, mempunyai keragaman yang jelas bisa dibedakan meliputi warna biji, bentuk biji, warna bunga. Pisum sativum memiliki bunga cukup besar sehingga memudahkan pesilangan buatan.
Pada persilangan dengan satu sifat beda, mendel menyilangkan tanaman dengan bunga ungu dengan tanaman berbunga putih dan dihasilkan tanaman berbunga ungu (F1). Sifat bunga ungu ini disebut dominan. Jika F1 disilangkan dengan F1 maka dihasilkan bunga F2 dengan perbandingan ungu : putih = 3:1. Sifat yang diamati disebut fenotipe, sedangkan faktor yang mengendalikan disebut genotipe.
Pada persilangan dengan dua sifat beda, misalnya bulat kuning (RRYY) dengan hijau keriput (rryy), dihasilkan F1 bulat kuning (RrYy). Jika F1 diselangkan dengan F1, diperoleh perbandingan bulat kuning, bulat hijau, keriput kuning, keriput hijau dengan perbandingan 9 : 3: 3 : 1.
Dari persilangan ini maka ditetapkan hukum mendel I atau hukum segregasi dan hukum mendel II atau hukum pisah bebas.
Konsep umum mengenai cara kerja gen atau ekspresi gen adalah berdasarkan kedominanan dan keresesifan. Artinya, alel terekspresi secara komplit pada fenotipe atau tidak terekspresi sama sekali. Prinsip ini merupakan prinsip Mendel. Tetapi penelitian membuktikan bahwa terdapat banyak macam aksi gen dan interaksi yang mempengaruhi pola segregasi. Tipe dari aksi gen dapat dibedakan menjadi dua katagori umum yaitu antar alel pada lokus yang sama (intralokus) dan antar alel pada lokus-lokus yang berbeda (interlokus).
Interaksi intralokus
Terdapat tiga macam interaksi intralokus. Tipe pertama adalah dominan seperti yang disimpulkan oleh mendel dalam penelitiannya. Pada tipe dominan, rasio F2 dari dua tetua homozigot adalah 3:1. Tipe kedua adalah tidak dominan (no-dominance/incomplete dominance). Pada tipe ini fenotipe dari heterozigot berada di tengah-tengah di antara kedua tetua. Contohnya adalah pada persilangan bunga pukul empat merah dan putih dihasilkan bunga merah muda pada F1. F2nya menyebar dengan rasio 1 merah: 2 merah muda: 1 putih. Tipe ketiga adalah overdominance. Pada situasi ini heterozigot memiliki nilai fenotipe di luar kisaran antara kedua tetua.
Interaksi interlokus
Interaksi interlokus menyebabkan distribusi F2 berubah. Ekspresi dari alel berubah karena kehadiran atau ketakhadiran alel atau alel-alel pada lokus yang berbeda. Gambar berikut menjelaskan rasio F2 untuk interaksi interlokus.

Distribusi F2 pada berbagai interaksi interlokus
Tipe aksi gen lainnya yang tidak termasuk epistasis adalah additive gene action. Pada aditif tiap alel pada satu lokus akan menambah atau mengurangi derajat nilai fenotipe. Contohnya adalah pada warna bagian dalam biji gandum. Warna biji gandum ditentukan oleh 3 lokus R1, R2 dan R3 dengan 2 alel pada tiap lokus. Warna biji bervariasi dari merah gelap ke putih dan intensitas warna tergantung pada jumlah dari alel yang menambah warna. Warna merah gelap adalah R1R1R2R2R3R3, sedangkan putih adalah r1r1r2r2r3r3. Jika disilangkan, maka F1nya adalah R1r1R2r2R3r3 menunjukkan warna intermediet diantara kedua tetuanya. Pada F2 akan muncul sebuah seri warna yang sebarannya seperti sebaran normal antara dua fenotipe yang ekstrim (Gambar 9).

Distribusi F2 pada warna aditif biji gandum dengan 3 lokus
Jika disilangkan R1R1R2R2r3r3 dengan r1r1r2r2R3R3, dimana satu tetua merah gelap dan satu tetua sedikit merah, maka F1nya akan menunjukkan warna intermediet. F2nya akan menyebar dari sangat gelap ke putih. Pada persilangan ini, keturunannya berada di luar batas fenotipe tetua merah gelap dan tetua sedikit merah. Hal ini disebut segregasi transgresive.
Pada aksi gen, kadang-kadang terjadi genotipe-genotipe yang sama tetapi tidak mengekspresikan fenotipe yang sama walaupun keadaan lingkungan seragam. Perbedaan ini disebut perbedaan dalam penetrasi. Penetrasi adalah presentase individu untuk genotype tertentu yang menampilkan fenotipe dari genotype tersebut. Contohnya, suatu organisme yang bergenotipe aa atau A_ tetapi tidak menunjukkan fenotipe yang sebagaimana normalnya bergenotipe aa atau A_ karena adanya gen-gen epistasis atau supresor, atau karena efek lingkungan. Istilah penetrasi dapat digunakan untuk menjelaskan efek tersebut jika penyebab pastinya tidak diketahui.
Peristiwa lain yang cenderung memperlihatkan hasil peristiwa genetika yang kurang jelas adalah ekspresivitas. Ekspresivitas adalah derajat atau tingkat suatu genotype tertentu mengekspresikan fenotipenya pada suatu individu. Contohnya, genotype A_ yang seharusnya berfenotipe merah, tetapi yang tampak adalah derajat warna yang berbeda-beda, misalnya warna biru, merah tua, merah muda, putih. Ekspresivitas warna yang berbeda-beda ini karena adanya pengaruh gen-gen lainnya atau pengaruh lingkungan yang tidak diketahui dengan pasti.
Kondisi lingkungan yang penting
Cahaya: Lamanya penyinaran atau lamanya periode gelap dapat menginduksi munculnya bunga pada beberapa species tanaman
Suhu: Banyak proses biokimia dipengaruhi oleh suhu. Lintasan reaksi biokimia melibatkan enzim yang peka terhadap suhu. Perubahan suhu dapat mengubah fenotipe.
Nutrisi: Contohnya, efek beberapa genotype baru dapat dilihat hanya kalau tanaman dalam lingkungan stress.
Perlakuan buatan: Ekspresi suatu sifat bisa tidak nampak karena pemberian senyawa kimia atau hormon.
Variasi/Keanekaragam genetik
Variasi atau keanekaragaman genetik sangat penting karena jika tidak terdapat variasi genetik, maka apabila terjadi perubahan lingkungan yang cukup keras akan dapat mengakibatkan punahnya suatu spesies pada habitat alaminya.
Keragaman genetik dalam bentuk variasi alelik disebabkan oleh mutasi. Mutasi terjadi secara spontan dengan frekuensi yang bervariasi tergantung pada lokus dan informasi genetic dari area sekitarnya pada kromosom. Mutasi menghasilkan perubahan DNA, yang akibatnya mengubah enzim-enzim dan menyebabkan variasi dalam mekanisme fisiologi yang nantinya dievaluasi melalui proses seleksi alam.
Migrasi tanaman dan evolusi yang diarahkan manusia
Campur tangan manusia mempunyai kontribusi yang sangat signifikan pada evolusi tanaman. Saat manusia memulai kultur dan mendomestikasi tanaman, mereka menyeleksi genotipe-genotipe yang paling baik yang memenuhi kebutuhan. Sifat seperti kestabilan produksi merupakan sifat yang sangat diinginkan. Karakter –karakter lain seperti warna, rasa juga merupakan contoh-contoh sifat yang diinginkan. Dengan berpindahnya manusia dari satu area ke area lainnya, tanaman atau benih juga dibawa dan diuji di daerah mereka yang baru. Proses ini disebut introduksi. Introduksi merupakan hal penting dalam pemuliaan tanaman, karena menawarkan potensi penggunaan genotipe berbeda untuk meningkatkan penampilan tanaman pada daerah tertentu.
Koleksi Plasma Nutfah
Keragaman genetik suatu spesies tanaman dapat menurun karena aktivitas manusia atau karena bencana alam. Aktivitas manusia dapat meliputi pembudidayaan tanaman, menanam atau memperluas jenis-jenis unggul baru sehingga jenis-jenis local yang amat beragam akan terdesak bahkan dapat lenyap, juga aktivitas pembangunan jalan dan gedung-gedung.
Untuk menghindari lenyapnya jenis-jenis yang ada maka perlu ada suatu lembaga yang mampu melakukan koleksi jenis-jenis tersebut. Pemerintah berbagai negara mensponsori kegiatan-kegiatan expedisi untuk tujuan koleksi plasma nutfah. Beberapa lembaga internasional telah melakukan koleksi secara intensif. Misalnya : IRRI (International Rice Research Institute) di Philipina mengkoleksi padi, CIMMYT (Centro International de Mejoramiento de Meizy Trigo) di Mexico mengkoleksi tanaman jagung dan wheat, CIAT (Central International Agricultural Tropical) di Kolumbia memiliki koleksi tanaman ketela pohon.
Lembaga-lembaga penelitian juga terdapat di masing-masing negara. Lembaga penelitian ini mengkoleksi tanaman penting di negara itu. Di Indonesia misalnya terdapat kebun koleksi tebu, kopi, kelapa, dll.
Preservasi
Manusia wajib melestarikan plasma nutfah untuk kepentingan manusia sendiri. Pada dasarnya ada dua cara untuk melestarikan plasma nutfah tanaman yaitu secara in situ dan ex situ. Pelestarian in situ dilakukan di tempat tumbuh aslinya (pelestarian habitat alaminya). Contohnya adalah cagar alam, hutan lindung. Cagar alam merupakan cara pelestarian pasif dan dianggap ideal karena juga melestarikan lingkungan sekitar. Pelestarian ex situ merupakan pelestarian di luar habitat alaminya. Pelestarian ex situ dilakukan dengan memindahkan individu yang dilestarikan dari tempat alaminya ke tempat lain. Pelestarian ex situ merupakan cara pelestarian aktif. Contohnya:
1. Kebun Raya (KR) Indonesia : KR Bogor melestarikan tanaman dataran rendah dan basah; KR Purwodadi meleatarikan tanaman dataran rendah dan kering; KR Cibodas melestarikan tanaman dataran tinggi Indonesia bagian barat; KR Ekakarya Bedugul melestarikan tanaman dataran tingkat tinggi Indonesia bagian timur.
2. Kebun koleksi. Kebun koleksi merupakan kebun di lembaga-lembaga penelitian yang dikembangkan sesuai misi lembaga tersebut. Misalnya kebun koleksi tebu di Pasuruan (Balai Penelitian Tebu).
3. Bank biji
4. Test tube bank : melestarikan dalam bentuk kultur jaringan tanaman, kultur anther, kultur sel. Keuntungan melestarikan dalam bentuk kultur jaringan antara lain: tidak memerlukan tempat yang luas, plasma nutfah bebas dari hama dan penyakit, dapat diperbanyak dengan cepat. Tetapi kerugiannya adalah: biaya mahal, memerlukan keahlian, kestabilan plasma nutfah tidak terjamin.
5. Cryopreservation: pelestarian melalui proses pembekuan dengan menggunakan N2 cair (-196 derajat Celcius). Dengan N2 cair metabolisme terhenti tetapi sel-sel tidak mati.
Bacaan lain:
- Slide Dasar genetika dan keanekaragaman (PPT)

Pustaka:
Esquinas-Alcázar. 1994. Plant Genetic Resources. In Hayward, M.D., Bosemark,N.O., Romagosa,I. (eds). Plant Breeding, Principles and prospects. Chapman & Hall, London.
Gardner, EJ., Simmons, MJ., Snustad, DP. 1991. The Principles of Genetics. John Wiley and Sons, Inc. New York.
Hartana, A. 1992. Genetika Tumbuhan. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Pusat Antar Universitas Ilmu Hayat, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Sastrapradja, S.D. dan Rifai, M.A. 1989. Mengenal Sumber Pangan Nabati dan Plasma Nutfahnya. Puslitbang Bioteknologi, LIPI, Bogor.
Welsh, J.R. 1981. Fundamental of Plant Genetics and Breeding. John Willey & Sons, New York.
Senin, 16 Maret 2009
KEANEKARAGAMAN HAYATI LAUT
Deskripsi Keanekaragaman hayati
Keanekaragaman hayati adalah Seluruh keanekaan bentuk kehidupan di bumi, beserta interaksi diantara mereka dan antara mereka dengan lingkungannya. Keanekaragaman hayati atau keragaman hayati merujuk pada keberagaman bentuk-bentuk kehidupan: tanaman yang berbeda-beda, hewan dan mikroorganisme, gen-gen yang terkandung di dalamnya, dan ekosistem yang mereka bentuk. Kekayaan hidup adalah hasil dari sejarah ratusan juta tahun berevolusi.
Indonesia sebagai negara kepulauan yang terletak di antara dua benua (Asia dan Australia) serta dua samudera (Pasifik dan Hindia), dikaruniai keanekaragaman hayati yang amat kaya dan khas.
Keanekaan sistem pengetahuan dan kebudayaan masyarakat juga terkait erat dengan keanekaragaman hayati. Sehingga keanekaragaman hayati mencakup semua bentuk kehidupan di muka bumi, mulai dari makhluk sederhana seperti jamur dan bakteri hingga makhluk yang mampu berpikir seperti manusia, mulai dari satu tegakan pohon di pekarangan rumah hingga ribuan tegakan pohon yang membentuk suatu sistem jejaring kehidupan yang rumit.
Proses evolusi memiliki arti bahwa kolam keragaman hidup bersifat dinamis: akan meningkat ketika varian genetik baru dihasilkan, spesies atau ekosistem baru terbentuk; akan menurun ketika varian genetik dalam salah satu spesies berkurang, salah satu spesies punah atau sebuah ekosistem yang kompleks menghilang. Konsep ini meliputi hubungan antar makhluk hidup dan proses-prosesnya.

Peringkat negara dengan keanekaragaman dan endemisme tertinggi di dunia
Negara Nilai Keanekaragaman Nilai Endemisme Nilai Total
Brazil 30 18 48
Indonesia 18 22 40
Kolombia 26 10 36
Australia 5 16 21
Mexico 8 7 15
Madagaskar 2 12 14
Peru 9 3 12
Cina 7 2 9
Filipina 0 8 8
India 4 4 8
Ekuador 5 0 5
Venezuela 3 0 3
Tingkatan Keanekaragaman hayati
Keanekaragaman hayati biasanya dipertimbangkan pada tiga tingkatan: keragaman genetik, keragaman spesies dan keragaman ekosistem.
• Keragaman genetik merujuk kepada perbedaan informasi genetik yang terkandung dalam setiap individu tanaman, hewan dan mikroorganisme. Keragaman genetik terdapat di dalam dan antara satu populasi spesies maupun spesies yang berbeda.
• Keragaman spesies merujuk pada berbedanya spesies-spesies yang hidup.
• Keragaman ekosistem berkaitan dengan perbedaan dari habitat, komunitas biotik, dan proses ekologi, termasuk juga tingginya keragaman yang terdapat pada ekosistem dengan perbedaan habitat dan berbagai jenis proses ekologi.
KERAGAMAN GENETIK
Keragaman genetik mengacu pada variasi gen di dalam spesies. Ini meliputi variasi genetik antara populasi yang berbeda dari spesies yang sama, seperti 4 jenis rosella pipi putih, Platycercus eximius. Hal tersebut juga meliputi variasi genetik dalam populasi yang sama, dimana tampak relatif tinggi pada eukaliptus yang tersebar luas seperti Eucalyptus cloeziana, E. delegatensis, dan E. saligna.(2) Keragaman genetik dapat diukur dengan menggunakan variasi berdasarkan DNA dan tehnik lainnya.(3)

Variasi genetik baru terbentuk dalam populasi suatu organisme yang dapat bereproduksi secara seksual melalui kombinasi ulang dan pada individu melalui mutasi gen serta kromosom. Kumpulan variasi genetik yang berada pada populasi yang bereproduksi terbentuk melalui seleksi. Seleksi tersebut mengarah kepada salah satu gen tertentu yang disukai dan menyebabkan perubahan frekuensi gen-gen pada kumpulan tersebut.
Perbedaan yang besar dalam jumlah dan penyebaran dari variasi genetik ini dapat terjadi sebagian karena banyaknya keragaman dan kerumitan dari habitat-habitat yang ada, serta berbedanya langkah-langkah yang dilakukan tiap organisme untuk dapat hidup.

Jumlah yang diperkirakan adalah terdapat kurang lebih 10,000,000,000 gen berbeda yang tersebar pada biota-biota di dunia, walaupun tidak semuanya memberikan kontribusi yang sama pada keragaman genetik.(4) Secara khusus, gen-gen yang mengontrol dasar proses biokimia dipertahankan secara kuat oleh berbagai kelompok spesies (atau taksa) dan umumnya memperlihatkan perbedaan yang kecil. Gen lain yang lebih terspesialisasi meperlihatkan tingkat variasi yang lebih besar.
KERAGAMAN SPESIES
Keragaman spesies mengacu kepada spesies yang berbeda-beda. Aspek-aspek keragaman spesies dapat diukur melalui beberapa cara. Sebagian besar cara tersebut dapat dimasukkan ke dalam tiga kelompok pengukuran: kekayaan spesies, kelimpahan spesies dan keragaman taksonomi atau filogenetik.(5)

Pengukuran kekayaan spesies menghitung jumlah spesies pada suatu area tertentu. Pengukuran kelimpahan spesies mengambil contoh jumlah relatif dari spesies yang ada. Contoh yang biasanya diperoleh sebagian besar terdiri dari spesies yang umum, beberapa spesies yang tidak terlalu sering dijumpai dan sedikit spesies yang jarang sekali ditemui. Pengukuran keragaman spesies yang menyederhanakan informasi dari kekayaan dan kelimpahan relatif spesies ke dalam satu nilai indeks merupakan yang paling sering didunakan.(5), (6). Pendekatan lainnya adalah dengan mengukur keragaman taksonomi atau filogenetik, yang mempertimbangkan hubungan genetik antara kelompok-kelompok spesies. Pengukuran yang didasarkan pada analisa yang menghasilkan klasifikasi secara hirarkis ini pada umumnya ditampilkan dalam bentuk ‘pohon’ yang mengesampingkan pola percabangan agar dapat mewakili secara keseluruhan evolusi filogenetik dari taksa terkait.

Pengukuran keragamamn taksonomi yang berbeda-beda berhubungan dengan bermacam-macamnya karakteristik taksa dan hubungan yang ada.(7), (8). Tingkat spesies pada umumnya dinilai sebagai yang paling sesuai untuk memperkirakan keragaman antara organisme. Hal ini disebabkan karena spesies merupakan fokus utama dari mekanisme evolusi sehingga terjabarkan dengan baik. Pada tingkat global, diperkirakan 1.7 juta spesies telah dijelaskan; saat ini diperkirakan jumlah total spesies yang ada berkisar antara lima juta hingga hampir mencapai 100 juta spesies.(9) Di Australia, dengan perkiraan jumlah total spesies lokal (kecuali bakteri dan virus) 475,000, kira-kira setengahnya telah diketahui, hanya seperempatnya telah dijelaskan secara formal.(10) Estimasi jumlah spesies ini diharapkan dapat meningkat melalui studi terhadap beberapa kelompok yang jarang diperhatikan; seperti mikroorganisme, fungi, nematoda, hama dan serangga.

Pada skala yang lebih besar keragaman spesies tidak tersebar secara merata di seluruh dunia. Satu pola yang paling jelas dalam penyebaran spesies di dunia adalah sebagian besar kekayaan spesies terpusat pada wilayah katulistiwa dan cenderung menurun ke arah kutub. Secara umum, terdapat lebih banyak spesies per unit area di wilayah tropis dibandingkan dengan wilayah sub-tropis dan lebih banyak spesies di wilayah sub-tropis dibandingkan wilayah di daerah kutub. Sebagai tambahan, keragaman di ekosistem darat pada umumnya berkurang sengan bertambahnya ketinggian. Faktor lain yang dipercaya mempengaruhi keragaman di darat adalah curah hujan dan tingkat nutrien. Pada ekosistem laut, kekayaan spesies cenderung terpusat pada lempeng benua, walaupun komunitas laut dalam juga cukup tinggi.
KERAGAMAN EKOSISTEM
Keragaman ekosistem memetakan perbedaan yang cukup besar antara tipe ekosistem, keragaman habitat dan proses ekologi yang terjadi pada tiap-tiap ekosistem. Lebih sulit untuk menjelaskan keragaman ekosistem dibandingkan dengan keragaman spesies atau genetik dikarenakan oleh ‘batasan’ dari komunitas (hubungan antar spesies) dan karena ekosistem lebih mudah berubah. Karena konsep ekosistem adalah dinamis dan beragam, hal ini dapat diterapkan pada berbagai skala, walaupun untuk kepentingan pengelolaan pada umumnya dikelompokkan menjadi kelompok besar komunitas yang serupa, seperti hutan sub-tropis atau terumbu karang. Elemen kunci dalam mempertimbangkan ekositem adalah pada kondisi alaminya, proses ekologi seperti aliran energi dan siklus air dipertahankan.

Pengklasifikasian ekosistem di Bumi yang sangat beragam menjadi sistem yang dapat dikelola adalah tantangan besar bagi ilmu pengetahuan, dan sangatlah penting untuk mengelola dan menjaga biosfer ini. Pada tingkat global, sebagian besar sistem klasifikasi telah mencoba untuk mengambil jalan tengah antara kerumitan ekologi dari komunitas dan sederhananya klasifikasi habitat yang umum.

Umumnya sistem-sistem ini menggunakan kombinasi dari definisi tipe habitat berdasarkan iklim; sebagai contoh, hutan tropis yang lembab, atau padang rumput sub-tropis. Beberapa sistem juga menggunakan biogeografi global untuk memperhitungkan perbedaan-perbedaan biota antar wilayah dunia yang mungkin memiliki iklim dan karakteristik fisik serupa .

Australia dengan wilayah-wilayahnya memetakan sejumlah besar lingkungan daratan dan perairan, mulai dari daerah es kutub hingga padang rumput subtropis dan hutan tropis, dari terumbu karang hingga laut dalam. Tiap-tiap wilayahnya memperlihatkan ragam habitat dan interaksi yang besar antara maupun di dalam komponen biotik dan abiotiknya. Sebagai contoh, padang rumput spinifex di wilayah subtropis memetakan komunitas baik dengan maupun tanpa pepohonan. Pada tiap spinifex itu sendiri terdapat bermacam habitat mikro. Spesies-spesies berbeda terlibat dalam proses-proses ekologi seperti pada penyebaran biji (contoh, oleh spesies-spesies semut) dan daur ulang nutrien yang terdapat pada tiap habitat mikro.
Pengukuran dari keragaman ekosistem masih berada pada tahap awal. Akan tetapi, keragaman ekosistem merupakan elemen penting dari keseluruhan keanekaragaman hayati dan seharusnya dapat tercermin pada setiap pendugaan keanekaragaman hayati.
Potensi Keanekaragaman Hayati di Indonesia
• Sekitar 12 % (515 spesies, 39 % endemik) dari total spesies binatang menyusui, urutan kedua di dunia
• 7,3 % (511 spesies, 150 endemik) dari total spesies reptilia, urutan keempat didunia
• 17 % (1531 spesies, 397 endemik) dari total spesies burung di dunia, urutan kelima
• 270 spesies amfibi, 100 endemik, urutan keenam didunia
• 2827 spesies binatang tidak bertulang belakang selain ikan air tawar
• 35 spesies primata (urutan keempat, 18 % endemik)
• 121 spesies kupu-kupu (44 % endemik)
• Keanekaragaman ikan air tawar 1400 (urutan ke 3)
Taxonomic Group Species Endemic Species Percent Endemism
Plants 10,000 1,500 15
Mammals 201 123 61.2
Birds 697 249 35.7
Reptiles 188 122 64.9
Amphibians 56 35 62.5

Perkiraan manfaat ekosistem pesisir dan laut
• Nilai kegunaan dan non kegunaan hutan mangrove di Indonesia US$ 2,3 miliar (GEF/UNDP/IMO 1999)
• Nilai ekonomi terumbu karang Indonesia diperkirakan sekitar US$ 567 juta (GEF/UNDP/IMO 1999)
• Nilai padang lamun sebesar US$ 3.858,91/ha/tahun (Bapedal dan PKSPL-IPB 1999)
• Nilai ekologi dan ekonomi sumberdaya rumput laut di Indonesia sekitar US$ 16 juta (GEF/UNDP/IMO 1999)
• Nilai manfaat ekonomi potensi sumberdaya ikan laut di Indonesia sebesar US$ 15,1 miliar (Dahuri 2002)
• Manfaat sosial ekosistem pesisir dan laut diwujudkan dalam penyediaan sumber penghidupan dan pekerjaan bagi jutaan penduduk di wil tsb
• Ekosistem pesisir dan laut merupakan penghubung antara berbagai pulau dan gugus pulau kecil di Indonesia (fungsi sosial politik sebagai jembatan Nusantara)
• Nilai jasa lingkungan :

- sebagai penyerap karbon (rumput laut) diperkirakan senilai US$ 180/ha/thn
- pelindung pantai dari erosi (mangrove)

web.ipb.ac.id/~mujizat/index.php?option=com... - Tembolok - Mirip
educorolla5.blogspot.com/.../keanekaragaman-hayati-laut-deskripsi.html - Tembolok
www.pdfqueen.com/pdf/ma/makalah...keragaman-genetik/3/ - Tembolok