Siapkan kalkulator: cara mengerjakan soal seleksi alam dengan Hardy-Weinberg

Di postingan kemarin, kita telah membahas konsep perkawinan tidak bebas dalam contoh inbreeding dan kaitannya dengan frekuensi alel dan genotipe. Kali ini, kita akan membahas bagaimana seleksi alam bisa juga menyebabkan perubahan frekuensi alel. Karena teman-teman bisa membaca materi referensi tentang konsep seleksi secara lebih detil dan mendalam di Campbell atau Biological Science (jika ingin meminta buku, bisa japri), lebih baik sekarang diberi soal langsung yang biasanya akan teman-teman ketemu tentang seleksi alam dan Hardy-Weinberg.

Soal:

Warna pada suatu populasi kuda hipotetik diketahui dikendalikan oleh satu gen, A. Genotip AA menyebabkan warna coklat, Aa menyebabkan warna abu-abu, dan aa menyebabkan warna hitam. Keberadaan predator menyebabkan hanya 90% dari kuda coklat dan abu dapat bertahan hingga dewasa dan bereproduksi, sedangkan hanya 60% dari kuda hitam yang dapat bertahan dan menghasilkan keturunan. Kuda coklat dan abu memiliki tingkat fekunditas sebesar 15 anakan / individu, sedangkan kuda hitam rata-rata memiliki progeni sebanyak 20/individu. Awalnya populasi berada pada kesetimbangan Hardy Weinberg dengan sebanyak 640 kuda hitam dari 1000 kuda.

Ada banyak angka dan informasi pada soal ini, tapi teman-teman jangan langsung bingung, karena cara mengerjakannya dapat dilakukan dengan logika sederhana.

Juga ada beberapa istilah yang harus teman-teman tahu, yang pertama adalah Absolute Fitness, sedangkan yang kedua adalah Relative Fitness.

Apa perbedaanya?????

Absolute itu berarti nilainya absolut dan tidak diperbandingkan. Rumusnya adalah (persentase survival) x (fekunditas)

Nanti relatif itu yang bagaimana? Dari kesemua genotipe yang telah ditentukan nilai absolut fitnessnya, anggaplah seperti ini:

Dari 3 genotipe ada yang nilai absolute fitnessnya 10, 15, 20. Yang paling besar itu 20 kan. Jadi nanti relatif fitness mereka masing-masing adalah 10/20, 15/20, 20/20, yakni 0.5, 0.75, 1. Jadi nilai maksimal relatif fitness pasti adalah 1. Dan nilai Relative Fitness lah yang kita gunakan saat perhitungan!!

Jawab:

Diketahui:

AA = coklat = 90% bisa bertahan hingga dewasa dan reproduksi, 15 anakan/individu

Aa = abu = 90% bisa bertahan hingga dewasa dan reproduksi, 15 anakan/individu

aa = hitam = 60% bertahan hingga dewasa dan reproduksi, 20 anakan/individu

Kondisi awal yaitu 640 kuda hitam dari 1000 kuda

Lalu bagaimana?? KITA HITUNG DULU ABSOLUTE FITNESS NYA

ABSOLUTE FITNESS AA = 0.9 x 15 = 13.5

ABSOLUTE FITNESS Aa = 0.9 x 15 = 13.5

ABSOLUTE FITNESS aa = 0.6 x 20 = 12

Nilai maksimalnya adalah 13.5 kan, berarti semua nilai absolute fitness diatas di bagi dengan 13.5 untuk didapatkan nilai relatifnya. Nilai relatif itu mempertimbangkan dengan genotip lain makanya nilai maksnya adalah 1, seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Relatif Fitness AA = 13.5/13.5 = 1

Relatif Fitness Aa = 13.5/13.5 = 1

Relatif Fitness aa = 12/13.5 = 0.89

Artinya apa itu nilai? Kalo 1 berarti pada generasi selanjutnya 100% "bisa lanjut ke generasi berikutnya" kalo 0.89 artinya "89% yang bisa lanjut ke generasi selanjutnya"

Selanjutnya karena kita tahu kalo dilingkungan itu ada di kesetimbangan hardy Weinberg dan 640/1000 adalah hitam alias q^2, maka q = akar dari (640/1000) = 0.8

Kalo q = 0.8, maka p adalah 0.2

berarti p^2 alias AA = 0.04 dan seterusnya kita lanjutkan di tabel di bawah

Sekarang bikin model tabel kayak gini

AA Aa aa

Proporsi awal 0.04 0.32 0.64

Relatif fitness 1 1 0.89

Proporsi setelah seleksi 0.04 0.32 0.57

Nilai proporsi setelah seleksi didapatkan dengan mengalikan proporsi awal dan relative fitnessnya. Setelah dapat proporsi setelah seleksi apakah kita bisa langsung menghitung frekuensi alel barunya? TIDAK! Karena itu belum relatif, ngerti gak maksudnya?

Bayangin misalnya kamu punya 100 bola, 50 bola merah, 50 bola biru. Berati bola merah = 0.5 bola biru 0.5. Anggaplah 40% bola biru hilang, berapa proporsi bola merah?

Bola merah Bola biru

0.5 0.5

1 0.4

0.5 0.2

Apakah sekarang bola merah masih 50%? Enggak kan. Sekarang cuman ada totalnya 0.7, jadi merah adalah 0.5/0.7 = 71.4%, dan biru menjadi 0.2/0.7 = 28.6%. Kita akan pemikiran ini dengan soal yang tadi.

Berarti jika ini proporsi setelah seleksi (AA + Aa + aa = masih belum 1)

Proporsi setelah seleksi 0.04 0.32 0.57 ---> jumlahnya 0.93

Proporsi relatif sekarang (artinya kalo AA + Aa + aa = 1)

AA = 0.04 / (0.04+0.32+0.57) = 0.043

Aa = 0.32 / (0.04+0.32+0.57) = 0.344

aa = 0.57 / (0.04+0.32+0.57) = 0.613

Dari nilai proporsi relatif sekarang, kita tentukan deh frekuensi alelnya. Karena frekuensi ini kena seleksi, berarti gak mungkin dong proporsi genotipnya ngikuti kesetimbangan Hardy-Weinberg, berarti kita gak bisa langsung akarin q^2 kayak tadi kita lakuin. Jadi caranya

p sekarang = 0.043 + 1/2 (0.344) = 0.215 VS. Tadi awalnya 0.2

q sekarang = 0.613 + 1/2 (0.344) = 0.785 VS. Tadi awalnya 0.8

Berarti karena seleksi ini, frekuensi alel q menurun kan.

Tinggal jawab pertanyaanya deh:

Tentukan apakah pernyataan berikut benar atau salah.

A. Kuda coklat dan abu-abu memiliki tingkat fitness lebih tinggi dibandingkan kuda hitam. (BENAR)

B. Nilai fitness absolut kuda hitam nilainya dua kali lebih besar dibandingkan nilai fitness kuda coklat (SALAH)

C. Nilai fitness relatif kuda abu-abu adalah 0.5 (SALAH)

D. Frekuensi alel A setelah satu generasi berkurang sebesar 0.08 (SALAH)

Jadi metode mengerjakan soal seleksi alam Hardy Weinberg adalah:

1. Tentukan frekuensi genotipe awal

2. Tentukan absolute fitness masing-masing genotipe

3. Tentukan relative fitness masing-masing genotipe

4. Kalikan ini frekuensi genotipe awal dengan relatif fitness

5. Setelah mendapatkan proporsi baru, bikin supaya jadi proporsi relatif

6. Dari nilai itu, cari frekuensi alel yang baru.

Good job!