GEN TUNGGAL DALAM POPULASI

Transkripsi

1 GEN TUNGGAL DALAM POPULASI Cacat gen tunggal sangat jarang dan sehingga tidak terlalu penting untuk diperhatikan. Akan tetapi, kadang-kadang cacat karena gen tunggal mencapai frekuensi tinggi di antara ternak milik satu atau beberapa pemulia, atau kadang-kadang dalam suatu bangsa secara keseluruhan. Konsekuensi ekonomis dari peningkatan frekuensi tersebut kadang-kadang sangat parah, dan pemulia sering bertanya bagaimana cacat tersebut dapat diturunkan frekuensinya, jika tidak dapat dihilangkan. Untuk dapat memberikan saran yang bermanfaat, kita perlu tahu lebih dari sekedar genetika Mendel saja, kita juga harus mengerti cara gen beraksi di dalam perusahaan-perusahaan ternak (herd), atau kelompok ternak domba (flock), kelompok-kelompok anjing (kennel) atau kandang-kandang penitipan kucing (cattery) atau di dalam bangsa secara keseluruhan. Dengan kata lain, kita perlu mengerti prinsip dasar tentang genetika populasi. Tujuan dari bab ini adalah menerangkan prinsip-prinsip dasar itu. Frekuensi Gen dan Genotipe Hemoglobin di dalam domba terdapat dalam dua bentuk berbeda (HbA dan HbB), yang merupakan dua produk dari dua alel berbeda, A dan B, pada lokus autosom. Dengan dua alel hemoglobin berbeda, terdapat tiga genotipe berbeda (AA, AB, dan BB), yang masing-masing menghasilkan pola elektroforesis protein berbeda, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.1. Jadi untuk tiap genotipe ditunjukkan fenotipe yang dapat dibedakan. Sampel darah diambil dari 175 ekor domba, dan setelah elektroforesis untuk menetukan tipe hemoglobin setiap domba, ditemukan bahwa jumlah genotipe untuk AA, AB, dan BB masing-masing adalah 91, 28, dan 56. Dengan adanya informasi ini, dimungkinkan menghitung proporsi tiap genotipe di dalam sampel tersebut. Proporsi ini dinamakan frekuensi Gen Tunggal dalam Populasi - 127

2 genotipe (genotype frequency). Untuk contoh ini, frekuensi genotipenya sebesar 91/175 = 0,52 untuk AA, 28/175 = 0,16 untuk AB, dan 56/175 = 0,32 untuk BB. Gambar 5.1. Pola elektroforesis, atau fenotipe, yang menggambarkan tiga genotipe hemoglobin yang berbeda di dalam domba Merino. Juga dimungkinkan untuk menghitung proporsi tersebut, yaitu frekuensi setiap alel di dalam sampel tersebut. Berdasarkan konvensi, istilah gen` digunakan untuk mengganti alel` di dalam genetika populasi, jika mengacu ke frekuensi. Oleh karena itu, proporsi setiap alel disebut frekuensi gen (gene frequencies). Karena semua gen dalam ternak AA adalah A, dan separuh gen dalam ternak AB adalah A, itu berarti bahwa frekuensi gen A adalah frekuensi genotipe AA plus separuh frekuensi genotipe AB, yang sama dengan 0,52+1/2(0,16) = 0,6. Dengan cara sama, frekuensi gen B adalah 0,32+1/2(0,16) = 0,4. Kawin Acak Kawin acak untuk sifat atau lokus tertentu terjadi jika pemilihan pasangan kawin bersifat independen terhadap genotipe atau fenotipe untuk sifat atau lokus itu. Karena sistem perkawinan ternak domestik pada umumnya di bawah kontrol manusia, yang sering memutuskan, misalnya, untuk menyeleksi hanya sedikit individu untuk dijadikan sebagai tetua bagi generasi berikutnya, mungkin saja konsep kawin acak banyak yang kurang relevan diterapkan pada ternak domestik. Akan tetapi, walaupun seleksi dilakukan sangat intensif, perkawinan di antara ternak-ternak yang telah diseleksi biasanya secara acak untuk semua sifat dan lokus. Padahal, dalam hal produksi, spesies seperti sapi, domba, dan babi, biasanya kurang praktis Pengantar ke Genetika Veteriner

3 untuk diatur macam perkawinannya. Dan bahkan dengan ternak yang sebangsa atau sepopulasi, dalam menentukan ternak yang mana kawin dengan yang mana, manusia mendasarkan pilihannya berdasarkan beberapa sifat yang dapat diukur atau setidak-tidaknya dapat diamati, seperti warna bulu atau berbagai aspek bentuk tubuh. Untuk sifat-sifat yang dipertimbangkan oleh manusia ketika merencanakan suatu perkawinan, perkawinan itu seringkali bukan bersifat acak. Akan tetapi, hampir untuk sebagian besar sifat lainnya, perkawinan biasanya secara acak. Dalam banyak situasi, misalnya, perkawinan bersifat acak ditinjau dari golongan darah, karena golongan darah ini biasanya tidak diketahui. Juga untuk cacat gen tunggal, perkawinan di antara ternak yang bertahan hidup sampai umur dewasa kelamin juga secara acak, karena untuk banyak cacat semacam itu, genotipe berbeda di antara individu yang masih hidup semuanya menunjukkan fenotipe yang sama. Jadi, konsep kawin acak sangat penting dalam populasi ternak domestik. Hukum Hardy-Weinberg Hukum Hardy-Weinberg merupakan teori yang teramat penting untuk membuat kita mengerti apa yang terjadi pada frekuensi gen dan frekuensi genotipe di dalam populasi sebenarnya. Hukum tersebut dapat digunakan dengan mengamati apa yang terjadi pada frekuensi gen dan frekuensi genotipe dalam setiap populasi ternak yang melewati satu generasi kawin acak (lihat Veterinary Genetics, Bagian dan Lampiran A5.1). Jika ini dikerjakan, akan diperoleh kesimpulan sebagai berikut: Dalam suatu populasi kawin acak di mana tidak ada seleksi, mutasi, migrasi, atau genetic drift, (1) frekuensi genotipe pada keturunan hanya ditentukan sepenuhnya oleh frekuensi gen pada tetuanya, sehingga (a) frekuensi homozigot sama dengan kuadrat dari frekuensi gennya; (b) frekuensi heterozigot sama dengan dua kali hasil perkalian frekuensi gennya; (2) frekuensi gen dan frekuensi genotipe tetap konstan dari satu generasi ke generasi beikutnya. Pernyataan ini dikenal sebagai hukum Hardy-Weinberg. Implikasi praktis dari hukum tersebut paling baik dapat dilihat jika kita mengekspresikan kesimpulan utamanya dalam bentuk aljabar sederhana. Kita dapat melakukan ini dengan hanya mempertimbangkan dua gen dalam satu lokus (misalnya A dan B dari hemoglobin domba), dan menulis Gen Tunggal dalam Populasi - 129

4 frekuensinya sebagai p dan q. Frekuensi ini masing-masing dapat bernilai dari nol sampai satu, dengan catatan bahwa frekuensi gabungan dua gen adalah satu, yaitu p + q = 1. Bagian pertama dari hukum tersebut mengatakan bahwa tanpa memperhatikan frekuensi genotipe tetua, satu generasi dari kawin acak menghasilkan frekuensi genotipe sebesar p 2, 2pq, dan q 2 masing-masing untuk AA, AB, dan BB. Bagian ke dua dari hukum tersebut mengatakan bahwa jika kita menghitung generasi berikutnya ( dan generasi berikutnya lagi dan seterusnya), kita akan menemukan bahwa p dan q tetap sama, dan bahwa frekuensi genotipe tetap sama, yaitu p 2, 2pq dan q 2. Ini dikenal sebagai frekuensi Hardy-Weinberg. Beberapa dari asumsi tersebut memerlukan penjelasan. Asumsi tanpa seleksi berarti bahwa tiap genotipe mempunyai kesempatan sama untuk menghasilkan anak (keturunan), dan tiap anak mempunyai kesempatan sama untuk hidup sampai anak tersebut mempunyai kesempatan untuk kawin. Asumsi tanpa migrsi berarti bahwa gen dari luar tidak masuk ke populasi--artinya populasi tersebut tertutup. Genetic drift mengacu pada perubahan di dalam frekuensi gen karena peluang (lihat kemudian pada bab ini). Asumsi tanpa genetic drift berarti bahwa jumlah tetua cukup besar, dan jumlah anak juga cukup besar, sehingga fluktuasi peluang di dalam frekuensi gen dapat diabaikan. Bagian dari hukum Hardy-Weinberg yang membuat prediksi spesifik tentang hubungan antara frekuensi gen dan genotipe sering diuji dengan membandingkan jumlah tiap genotipe teramati dalam populasi, dengan jumlah yang diharapkan jika genotipe tersebut berada dalam frekuensi Hardy-Weinberg. Walaupun ada sejumlah besar asumsi di dalam hukum tersebut, muncul bahwa kebanyakan populasi mempunyai frekuensi Hardy- Weinberg. Dengan kata lain, walaupun kenyataan bahwa seleksi, migrasi, mutasi, dan genetic drift diketahui terjadi dalam hampir semua populasi, frekuensi Hardy-Weinberg dari genotipe di dalamnya biasanya teramati. Bagaimana ini dapat terjadi? Jawabannyanya adalah bahwa uji untuk frekuensi Hardy-Weinberg tidak dapat mendeteksi mutasi, dan itu gagal mendeteksi banyak kasus seleksi, migrasi, dan genetic drift. Seperti kita akan lihat, ini merupakan situasi yang sangat menguntungkan,karena hal itu berarti bahwa untuk kebanyakan populasi, kita dapat mengasumsikan bahwa ada frekuensi Hardy-Weinberg, yang kemudian memungkinkan kita menarik kesimpulan yang mempunyai implikasi praktis yang sangat penting. Kasus Spesial Untuk Resesif Pengantar ke Genetika Veteriner

5 Hukum Hardy-Weinberg berlaku tanpa memperhatikan tipe aksi gen pada lokus. Kenyataannya, sepanjang tidak ada seleksi, tipe aksi gen pada lokus tidak mempunyai efek apapun terhadap frekuensi gen atau genotipe. Misalnya, jelas dari bagian ke dua hukum Hardy-Weinberg bahwa frekuensi sifat resesif tidak akan menurun atau naik dari satu generasi ke generasi berikutnya, kecuali jika seleksi, migrasi, atau genetic drift beraksi sedemikian rupa sehingga merubah frekuensi gen resesif. Padahal, sifat resesif dapat mempunyai frekuensi antara nol sampai satu, tergantung hanya pada frekuensi gen resesif. Sekarang kita menguji kasus resesif secara lebih dekat, menggunakan warna bulu pada sapi Angus sebagai contoh. Warna bulu hitam khas yang tampak pada sapi Angus merupakan akibat dari alel dominan B, sedangkan warna bulu merah yang kadang-kadang terlihat pada bangsa sapi yang sama merupakan akibat dari homozigositas untuk alel resesif b. Karena ada dua alel pada lokus ini pada sapi Angus, ada tiga genotipe (BB, Bb, dan bb). Akan tetapi, karena B bersifat dominan sempurna terhadap b, genotipe BB dan Bb mempunyai fenotipe yang persis sama, yaitu hitam. Secara umum, untuk sifat-sifat yang ditentukan oleh alel dominan dan resesif, tidaklah mungkin menentukan genotipe semua ternak dari fenotipenya. Oleh karena itu, kita tidak dapat menghitung frekuensi gen seperti dalam kasus di mana semua genotipe dapat diidentifikasi. Akan tetapi, kita dapat membedakan merah (bb) dari hitam (B-, di mana tanda "-" menunjukkan B atau b). Untuk menduga frekuensi gen, kita menggunakan prinsip umum yang didiskusikan pada bagian sebelumnya, yaitu bahwa untuk sebagian besar lokus, hampir semua populasi mempunyai frekuensi Hardy-Weinberg untuk genotipenya, yang berarti bahwa genotipe pada lokus tunggal dengan dua alel berada dalam proporsi p 2, 2pq, dan q 2. Menerapkan ini ke kasus merah versus hitam pada sapi Angus, dan menganggap q adalah frekuensi b, kita mempunyai situasi berikut: Genotipe BB Bb bb Fenotipe Hitam Hitam Merah Frekuensi p 2 2pq q 2 Jelaslah bahwa frekuensi merah sama dengan q2, yang merupakan kuadrat dari frekuensi gen b. Oleh karena itu, frekuensi gen b dapat diduga sebagai akar kuadrat dari frekuensi sapi merah Misalnya, frekuensi sapi merah pada silsilah sapi Angus di USA kirakira 5 per Berasumsi frekuensi Hardy-Weinberg, pendugaan frekuensi gen b adalah 0,005=0,07. Dan karena satu-satunya alel lainnya pada lokus ini adalah B, frekuensinya haruslah 1-0,07=0,93. Sekarang kita dapat membuat satu perhitungan yang lebih menarik. Karena p = 0,93 dan q = 0,07, itu berarti bahwa frekuensi heterozigot atau Gen Tunggal dalam Populasi - 131

6 carrier, yang adalah 2pq, sama dengan 2 X 0,93 X 0,07= 0,13. Jadi 13% sapi Angus yang dilahirkan di USA adalah carrier warna merah. Berapa proporsi sapi Angus hitam yang bersifat carrier? Jawabannyanya adalah 2pq/(p 2 + 2pq), yang sama dengan 0,13/(0,86+0,13)=0,13/0,99, yang sama dengan 0,13. Ini merupakan hasil yang sangat tinggi, tetapi ini situasi khas untuk semua sifat resesif yang jarang, yaitu frekuensi carrier jauh lebih tinggi daripada frekuensi sifat resesif itu sendiri. Contoh lain dari sifat resesif sederhana adalah warna bulu kuning pada anjing Labrador, yang bersifat resesif terhadap warna hitam. Karena banyak pemulia anjing lebih suka kuning daripada hitam, frekuensi genotipe kuning (ee) sangat tinggi pada banyak populasi. Pada satu populasi di Australia, misalnya, frekuensi kuning kira-kira 64%. Berasumsi frekuensi Hardy-Weinberg, frekuensi gen e pada populasi Labrador di Australia haruslah 0,64=0,8, yang berarti bahwa frekuensi alel dominan haruslah hanya 0,2. Ini merupakan suatu ilustrasi yang baik mengenai kenyataan bahwa gen resesif dapat menjadi jauh lebih tinggi frekuensinya daripada gen dominan dan sifat dominan. Pengembangan Hukum Hardy-Weinberg Alel ganda Ada tiga bentuk berbeda dari glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PD) pada kuda, yang mempresentasikan 3 alel, D, F, dan S pada lokus G6PD. Sudah barang tentu, setiap individu kuda dapat mempunyai paling banyak hanya dua alel yang berbeda. Tetapi apabila jumlah kudanya banyak, ketiga alel tersebut cenderung lebih mudah ditemukan, dan frekuensi tiap alel dapat diduga. Jika p,q, dan r mewakili ketiga alel tersebut, frekuensi masing-masing homozigot yang diharapkan adalah p 2, q 2, dan r 2 dan masing-masing heterozigot mempunyai frekuensi yang diharapkan sebesar 2pq, 2qr dan 2pr. Menggunakan prinsip yang persis sama, prediksi ini dapat dikembangkan ke sembarang sejumlah alel pada setiap lokus. Gen terpaut-x Seperti kita lihat pada Bab 1, gen terpaut-x mempunyai pola penurunan yang berbeda dibandingakan dengan gen autosom. Untuk memahami implikasi tentang hal ini, perhatikan lokus warna bulu terpaut-x pada kucing, yang tiap-tiap genotipe pada setiap jenis kelamin mempunyai fenotipe yang dapat dibedakan. Banyak survei populasi telah dilaksanakan Pengantar ke Genetika Veteriner

7 pada kucing di banyak negara, dan hasil-hasil untuk warna bulu terpaut-x dari dua survei semacam itu ditunjukkan pada Tabel 5.1. Tabel 5.1. Hasil gabungan dari dua survei yang diambil di Iceland mengenai warna bulu terpaut-x, bersama dengan perhitungan frekuensi gen pada jantan dan betina. Sex Betina Jantan Fenotipe Tortois e-shell Oranye Total Nonoranye Nonoranye Oranye Total Genotipe oo Oo OO o O Jumlah Frekuensi gen o pada betina = ( )/(2 173) = 0.83 Frekuensi gen O pada betina = ( )/(2 173) = 0.17 Frekuensi gen o pada jantan = 149/177 = 0.84 Frekuensi gen O pada jantan = 28/177 = 0.16 Karena jantan hanya mempunyai satu kromosom X, mereka hanya mempunyai satu gen (artinya mereka bersifat hemizigot) pada semua lokus terpaut X. Ini berarti bahwa frekuensi setiap fenotipe pada jantan sama dengan frekuensi gen itu sendiri, sehingga perhitungan frekuensi gen pada jantan dapat dilakukan secara sangat mudah. Pada betina, di mana ada tiga genotipe, frekuensi gen dapat dihitung dari prinsip pertama. Jelas terlihat dari Tabel 5.1 bahwa frekuensi gen pada jantan dan betina adalah sama, dengan nilai rata-rata 0,835 untuk o dan 0,165 untuk O. Karena adanya tiga genotipe pada betina mempunyai kesamaan (analog) dengan kasus umum gen autosom yang telah didiskusikan lebih awal, ingin sekali melihat apakah genotipe betina berada dalam frekuensi Hardy-Weinberg. Menggunakan frekuensi gen rata-rata, frekuensi genotipe yang diharapkan adalah (0,835) 2, 2 X 0,835 X 0,165, dan (0,165) 2 masing-masing untuk oo,oo, dan OO. Dengan jumlah total 173 betina dalam sampel pada Tabel 5.1, ini menghasilkan nilai yang diharapkan yaitu 120,6, 47,7,dan 4,7, yang sangat sesuai dengan nilai yang teramati yaitu masing-masing 117, 53, dan 3. Jadi genotipe betina berada dealam frekuensi Hardy-Weinberg. Hasil-hasil ini adalah khas untuk ternak pembawa gen terpaut-x, yang berarti bahwa tidaklah salah untuk mengasumsikan bahwa frekuensi gen terpaut-x pada jantan sama dengan pada betina, dan bahwa genotipe betina terpaut-x berada dalam frekuensi Hardy-Weinberg. Apakah implikasi praktis tentang kesimpulan ini? Implikasi terpenting adalah bahwa sifat-sifat Gen Tunggal dalam Populasi - 133

8 terpaut-x diharapkan terjadi dengan frekuensi berbeda antara jantan dan betina. Ini paling relevan terhadap sifat-sifat resesif terpaut-x, yang frekuensi sifatnya pada jantan (q) diharapkan jauh lebih besar daripada frekuensi sifat terpaut pada betina (q 2 ). Catat bahwa kuadrat dari q jauh lebih kecil daripada q karena q selalu kurang dari satu. Sebagai contoh, jika suatu kondisi resesif terpaut-x terjadi dengan frekuensi 10% pada jantan (q = 0,1), frekuensi yang diharapkan pada betina adalah 1 (q 2 = (0,1) 2 = 0,01). Prediksi semacam itu dapat dibuat untuk sifat apa saja yang hanya terlihat pada ternak yang homozigot untuk alel terpaut-x. Untuk semua sifat semacam itu, frekuensi pada jantan (p atau q) lebih besar daripada frekuensi untuk sifat yang sama pada betina (p+2 atau q 2 ). Observasi sederhana ini dapat digunakan, dengan efek yang sangat besar, untuk menghasilkan uang dari taruhan kecil: jika misalnya, frekuensi gen O sekitar 0,2, frekuensi jantan oranya yang diharapkan adalah 0,2, sedangkan frekuensi betina oranye yang diharapkan adalah (0,2) 2 = 0,04. Jadi, kemungkinannya adalah 5 : 1 bahwa kucing berwarna oranye berikutnya akan berjenis kelamin jantan. Silakan pembaca memverifikasi bahwa semakin rendah frekuensi gen, semakin besar kemungkinannya. Seleksi dan Mutasi Seleksi beraksi terhadap fenotipe, dan terjadi kapan saja ketika fenotipe mempunyai kesempatan lebih besar untuk menyumbangkan keturunannya ke generasi berikutnya daripada fenotipe lain. Seleksi mungkin beraksi setiap saat selama siklus kehidupan ternak dari pembuahan sampai perkawinan. Seleksi paling sering terjadi melalui viabilitas diferensial dan/atau kemampuan reproduksi diferensial dengan kemampuan reproduksi yang mencakup faktor-faktor seperti kemampuan kawin, fekunditas dan fertilitas. Untuk lebih mudahnya kita akan menyebut efek gabungan viabilitas dan kemampuan reproduksi sebagai daya tahan (fitness). Jika seleksi terjadi sebagai akibat keputusan yang dibuat manusia, itu disebut seleksi buatan (artificial selection), sedangkan dalam semua situasi lain dinamakan seleksi alam (natural selection). Dalam kedua kasus itu, prinsip yang mendasari proses seleksi persis sama walaupun seleksi terjadi pada fenotipe, kita tertarik pada efeknya terhadap genotipe dan, melalui genotipe, terhadap frekuensi gen. Karena untuk tujuan ini, kita sering berbincang tentang seleksi yang terjadi pada genotipe dan pada gen. Akan tetapi, kapanpun kita melakukan ini, kita harus ingat bahwa seleksi hanya benar-benar terjadi pada individu ternak berdasar fenotipenya. Sejauh mana ini mempengaruhi genotipe dan oleh karenanya gen, tergantung pada sejauh mana fenotipe tertentu berasosiasi dengan genotipe tertentu. Untuk dapat memahami Pengantar ke Genetika Veteriner

9 bagaimana proses seleksi berjalan, kita akan mulai dengan mempertimbangkan populasi anjing Labrador yang disebutkan di depan. Anggap frekuensi gen E dan e masing-masing sebagai p dan q. Seleksi menyingkirkan dominan Kita telah mencatat banyak bahwa banyak pemulia Labrador cenderung menyukai warna bulu kuning. Ini berarti bahwa ada seleksi mengunggulkan fenotipe resesif, yang sama halnya dengan mengatakan ada seleksi menyingkirkan fenotipe dominan. Anggap saja seleksi semacam ini dengan mengatakan bahwa, relatif terhadap fitness genotipe adalah ee, fitness genotip EE dan Ee dikurangi s, dimana s disebut koefisien seleksi. Apa yang disebut fitness relatif dari tiga genotipe tersebut adalah 1 - s, 1 s, dan 1 masing-masing untuk EE, Ee, dan ee. Untuk mendapatkan kontribusi genotipe setelah seleksi, kita mengalikan frekuensi genotipe sebelum seleksi (yang merupakan frekuensi Hardy-Weinberg) dengan fitness relatif: Genotipe EE Ee ee Total Frekuensi sebelum seleksi p 2 2pq q 2 1 Fitness relatif 1 - s 1 - s 1 Proporsi setelah seleksi p 2 (1 - s) 2pq(1 - s) q sp(2 - p) Berapa frekuensi gen E setelah seleks? Dengan menggunakan pendekatan yang sama dengan sebelumnya, ini merupakan frekuensi genotipe EE plus ½ rekuensi genotipe Ee, yang adalah p 2 (1 - s) + ½ x 2pq(1 - s), semua dibagi dengan total baru, yaitu 1 - sp(2 - p). Sekarang bahwa kita mempunyai ekspresi untuk frekuensi gen setelah seleksi, kita dapat menghitung perubahan pada frekuensi gen tersebut karena seleksi, Δp, yang harus sama dengan frekuensi gen baru minus frekuensi gen sebelumnya, yaitu p. Jika ekspresi ini ditulis dan disederhsnakan (seperti ditunjukkan pada Veterinary Genetics, Lampiran A5.4.1), kita mendapatkan Δp = - sp(1 - p) 2 /{1 - sp(2 - p)}. Di antara yang lain, ekspresi ini menunjukkan kepada kita bahwa perubahan pada frekuensi gen akibat seleksi menyingkirkan fenotipe dominan tergantung pada dua faktor kekuatan seleksi (diukur sebagai s) dan frekuensi gen sebelum seleksi. Dengan mensubstitusi berbagai nilai untuk dua parameter itu ke dalam persamaan di atas, itu dapat diketahui bahwa seleksi menyingkirkan fenotipe dominan dapat menyebabkan penurunan frekuensi gen dominan yang cukup substansial. Dengan seleksi yang kuat, gen tersebut segera Gen Tunggal dalam Populasi - 135

10 disingkirkan dari populasi tersebut. Pada kasus ekstrim dimana seleksi bersifat lengkap, yaitu tidak ada hewan EE atau Ee dapat memberikan gen ke generasi berikutnya, maka s = 1, dan ekspresi di atas berkurang menjadi Δp = -p, yang berarti bahwa frekuensi gen setelah satu generasi seleksi saja akan menjadi nol. Dengan kata lain, gen E akan dihilangkan dari populasi hanya dalam satu generasi saja, yang, sudah barang tentu, persis dengan apa yang kita harapkan, karena dalam situasi ekstrim ini tak ada gen E diturunkan ke generasi berikutnya. Keseimbangan seleksi/mutasi untuk dominan Dengan disingkirkannya gen hitam dari populasi, kita mungkin berharap bahwa anjing hitam tidak akan pernah tampak lagi, kecuali jika gen untuk hitam tersebut dimasukkan dari populasi lain melalui migrasi. Akan tetapi, mutasi terjadi dari waktu ke waktu pada semua lokus, dan efek mutasi dalam konteks ini adalah mengubah gen kuning, e, ke gen hitam, E. Jadi kita mempunyai dua kekuatan yang saling berlawanan satu sama lain: mutasi kadangkala memasukkan gen dominan ke dalam populasi, dan seleksi menyingkirkannya. Hasil dari dua kekuatan yang saling berlawanan ini adalah bahwa suatu ekuilibrium dicapai, pada tahap mana jumlah gen mutan yang masuk populasi tersebut sama dengan jumlah yang disingkirkan oleh seleksi, dan frekuensi gen dominan tetap stabil dari generasi ke generasi. Ini dinamakan suatu keseimbangan seleksi/mutasi. Semakin kecil efek gen dominan terhadap fitness (semakin lemah seleksi untuk menyingkirkannya), semakin tinggi frekuensi ekuilibrium. Demikian juga, semakin besar laju mutasi, semakin besar frekuensi ekuilibrium. Padahal, jika μ adalah laju mutasi, maka, seperti ditunjukkan dalam Lampiran A5.4.2 buku Veterinary Genetics, frekuensi gen dominan pada keseimbangan mutasi/seleksi adalah μ/s, dan frekuensi fenotipe dominan yang terkait adalah 2μ/s. Untuk memahami apa arti ekspresi ini, anggap satu sifat dominan yang dikenai seleksi lemah saja, katakan, s = 0,05; dan pakai nilai umum untuk laju mutasi, katakan, μ = 10-6 = 0, Ini memberikan frekuensi gen ekuilibrium sebesar 0,00002, dan frekuensi fenotipe yang terkait sebesar 0,00004, atau 4 per 100,000, yang merupakan frekuensi cukup rendah. Kita dapat menyimpulkan bahwa hanya seleksi yang sangat lemah untuk menyingkirkan gen dominan diperlukan untuk mempertahankan gen tersebut pada frekuensi yang sangat rendah. Seleksi menyingkirkan resesif Pengantar ke Genetika Veteriner

11 Sekarang anggap bahwa pemulia Labrador cenderung menyukai warna hitam daripada kuning. Dalam hal ini kita mempunyai seleksi menyingkirkan gen resesif untuk kuning, dan seleksi mempertahankan gen dominan untuk hitam. Mari kita uji pengaruh tipe seleksi ini untuk kasus umum, sekali lagi dengan menggunakan simbul. Pendekatan kita persis sama dengan pendekatan yang digunakan di bagian sebelumnya, kecuali bahwa sekarang fitness relatif sama dengan 1, 1, dan 1 - s masing-masing untuk tiga genotipe EE, Ee, dan ee. Pembaca diminta untuk mengerjakan sendiri satu generasi dengan tipe seleksi ini, dan mencocokkan hasilnya terhadap hasil yang disajikan pada Lampiran A5.4.3 buku Veterinary Genetics. Suatu hal yang mungkin untuk menunjukkan bahwa perubahan frekuensi gen resesif setelah satu generasi seleksi menyingkirkan satu sifat resesif adalah Δq = -sq 2 (1 - q)/(1 - sq 2 ). Studi tentang persamaan ini menunjukkan bahwa saat seleksi menyingkirkan resesif adalah efektif untuk mengurangi frekuensi gen jika frekuensi awalnya cukup tinggi, tipe seleksi ini menjadi sangat tidak efektif pada frekuensi yang lebih rendah. Dengan kata lain, seleksi menyingkirkan gen resesif adalah cara yang sangat tidak efektif untuk menghilangkan gen itu dari suatu populasi. Alasan penurunan efektivitas seleksi menyingkirkan gen resesif adalah bahwa karena frekuensi gen tersebut menurun, proporsi yang meningkat dari gen-gen resesif tersembunyi dari pengaruh seleksi melalui munculnya heterozigot. Oleh karena itu, berarti bahwa seleksi menyingkirkan gen resesif akan jauh lebih efektif jika heterozigot dapat dideteksi. Jika semua heterozigot terdeteksi dan kemudian tidak digunakan dalam pembibitan, semua gen resesif akan hilang dari populasi tersebut saat itu juga, dan frekuensi gen resesif tersebut akan jatuh ke nilai nol. Akan tetapi, dalam prakteknya, tidak perlu mengarah ke kondisi ekstrim ini. Seperti kita akan lihat pada Bab 11, untuk menghilangkan cacat resesif dari suatu populasi, semua yang harus dikerjakan adalah mencegah heterozigot kawin dengan heterozigot lainnya. Ini merupakan alasan mengapa begitu banyak upaya penelitian diarahkan ke deteksi heterozigot yang terkait dengan cacat resesif. Perhatikan bahwa tidak perlu merusak heterozigot ketika terdeteksi. Bahkan, mereka masih dapat digunakan untuk pembibitan, sepanjang tidak ada dua heterozigot dikawinkan bersama. Dengan cara ini, walaupun gen resesif tetap dalam populasi, abnormalitas atau penyakit yang diakibatkannya tak pernah terjadi, karena homozigot untuk gen resesif tidak pernah ada. Keseimbangan seleksi/mutasi untuk resesif Gen Tunggal dalam Populasi - 137

12 Walaupun kita berhasil menyingkirkan gen resesif dari populasi atau paling tidak mencegah keberadaanya dalam homozigot, kita masih harus memperhatikan efek mutasi, yang, secara perlahan-lahan tetapi konsisten, menambahkan gen-gen resesif baru ke populasi tersebut. Jika kita sedang mendeteksi heterozigot dan tidak menggunakannya untuk pembibitan, pada prinsipnya kita berada dalam situasi yang sama dengan seleksi total menyingkirkan gen dominan (s = 1): tiap gen resesif baru yang masuk populasi segera disingkirkan, dan keseimbangan seleksi/mutasi dicapai pada saat frekuensi gen resesif sama dengan laju mutasi. Akan tetapi, karena homozigot tidak pernah terjadi dalam situasi ini, frekuensi sifat resesif tersebut pada keseimbangan seleksi/mutasi ini adalah nol: ternak yang terkena tidak pernah tampak. Jika kita sedang mendeteksi heterozigot dan kemudian menggunakannya untuk pembibitan tetapi menghindari perkawinan antara heterozigot, tidak ada seleksi yang beraksi menyingkirkan gen resesif. Dalam hal ini, frekuensi gen resesif akan meningkat secara gradual pada laju yang hanya ditentukan oleh laju mutasi, yang biasanya rendah sehingga kita tidak mungkin mendeteksi peningkatan frekuensi yang cukup besar selama periode, katakan 100 tahun, bahkan pada spesies dengan interval pendek antar generasi. Kasus terakhir yang harus kita pertimbangkan adalah skema konvensional dari seleksi menyingkirkan gen resesif, dimana heterozigot tidak dideteksi. Seperti ditunjukkan pada Lampiran A5.4.4 buku Veterinary Genetics, itu berarti bahwa frekuensi ekuilibrium (keseimbangan) gen resesif di bawah kondisi ini adalah (μ/s), dan frekuensi ekuilibrium yang sama dari fenotipe resesif adalah μ/s. Silakan pembaca memverifikasi bahwa dengan seleksi lemah menyingkirkan gen resesif sekalipun, frekuensi ekuilibrium hasil dari keseimbangan seleksi/mutasi sangat rendah. Seleksi menyukai heterozigot Kita telah melihat pada bagian sebelumnya bahwa pengaruh seleksi menyingkirkan gen dominan atau menyingkirkan gen resesif adalah mengurangi frekuensi gen itu ke level yang relatif rendah, yang pada tahap ini keseimbangan antara mutasi dan seleksi mencapai ekuilibrium. Seleksi menyukai heterozigot juga menyebabkan ekuilibrium, tetapi dengan tipe agak berbeda. Pada kasus yang ekstrim, dimana tidak ada homozigot menurunkan gennya, hanya tetua saja adalah heterozigot, yang mana kedua gen dipertahankan di dalam populasi pada frekuensi 0,5. Pada kondisi yang agak ekstrim, dimana kedua homozigot hanya mempunyai fitness yang sebagian terkurangi, hasilnya persis sama sepanjang kedua homozigot tersebut memiliki fitness yang sama. Jadi, walaupun kedua homozigot hanya mempunyai 1% penurunan fitness, seleksi masih beraksi secara sama terhadap tiap gen dan mempertahankan frekuensi gen ekuilibrium 0,5. Akan Pengantar ke Genetika Veteriner

13 tetapi, jika satu homozigot mempunyai fitness yang lebih rendah daripada yang lain, seleksi menjadi kurang intens terhadap gen yang homozigotnya mempunyai fitness tertinggi. Oleh karena itu, seperti ditunjukkan pada Lampiran A5.4.5 Veterinary Genetics, bahwa jika s 1 adalah koefisien seleksi terhadap satu homozigot, katakan A 1 A 1, dan s 2 adalah koefisien seleksi terhadap homozigot lainnya, katakan A 2 A 2, frekuensi ekuilibrium gen A adalah s 1 /(s 1 + s 2 ). Jika, misalnya, satu homozigot hanya 10% kurang fit daripada heterozigot (s 1 = 0,10), sedangkan homozigot lainnya letal (100% kurang fit; s 2 = 1,00), frekuensi ekuilibrium gen letal tersebut adalah 0,10/(0,10 + 1,00) = 0,09. Jadi, jika heterozigot untuk gen letal sedikit lebih fit daripada homozigot untuk gen normal, hasilnya adalah suatu frekuensi ekuilibrium yang jauh lebih tinggi daripada yang diharapkan di bawah keseimbangan seleksi/mutasi dengan gen letal resesif. Walaupun pembuktian yang pasti biasanya kurang lengkap, seleksi menyukai heterozigot seringkali dianjurkan sebagai satu alasan untuk sifat-sifat letal resesif yang mencapai frekuensi yang sangat tinggi. Pada banyak situasi, itu tentunya merupakan penjelasan yang paling dapat diterima, dan kadang-kadang data tersedia untuk mem-back-up hal itu. Gabungan digit pada sapi Holstein-Friesian, misalnya, merupakan suatu sifat resesif letal secara efektif, yang mana ada beberapa bukti tentang seleksi menyukai heterozigot. Pada kasus ini, ada saran bahwa heterozigot menghasilkan susu yang lebih tinggi dan produksi lemak dan oleh karena itu mempunyai fitness yang lebih tinggi sebagai suatu akibat seleksi buatan. Pada perihal yang agak sama, tampak bahwa carrier gen resesif letal untuk DUMPS dan untuk weaver syndrome pada sapi mungkin cocok melalui seleksi buatan untuk sifat sifat susu. Pada babi, carrier gen resesif untuk malignant hyperthermia (lihat Bab 9) telah diseleksi untuk leanness; dan ada beberapa bukti bahwa kuda yang membawa gen dominan untuk hyperkalaemic periodic paralysis cenderung akan disukai oleh juri pada saat di arena pertunjukan. Jika carrier gen cacat secara konsisten dipilih melalui seleksi buatan, satu penjelasan adalah bahwa gen tersebut mempunyai pengaruh yang menguntungkan pada sifat yang sedang diseleksi tersebut, selain pengaruh negatifnya terhadap viabilitas atau kemampuan reproduksi. Istilah pleitropi digunakan untuk menjelaskan dimana suatu gen mempengaruhi dua atau lebih sifat yang tampaknya tak berkaitan. Dengan kata lain, gen cacat mungkin sangat terpaut dengan gen yang mempengaruhi sifat yang sedang diseleksi tersebut. Pada masing-masing kasus tersebut, gen cacat tersebut memberikan suatu kesempatan untuk menyelidiki dasar genetik tentang sifat yang diharapkan. Seleksi menyingkirkan heterozigot Gen Tunggal dalam Populasi - 139

14 Diare setelah kelahiran (neonatal diarrhoea) pada anak babi/genjik merupakan suatu hal yang penting secara ekonomis. Hal itu sering disebabkan oleh galur bakteri Escherichia coli yang mempunyai antigen di permukaan sel yang disebut K88, yang bergabung dengan reseptor pada dinding saluran pencernaan genjik tersebut, yang memungkinkan bakteri itu menempel dengan sendirinya ke saluran pencernaan itu. Pada saat tertempel, bakteri tersebut berkembang biak, yang melepaskan enterotoxin dan oleh karena itu menghasilkan diare yang dapat menyebabkan kematian sangat tinggi. Beberapa galur E. coli tidak memiliki antigen K88 (dikatakan sebagai K88-negatif) dan oleh karena itu tidak dapat menempel dengan sendirinya ke mukosa saluran pencernaan. Karena tidak dapat berkembang biak dan melepaskan enterotoxin, galur tersebut bersifat non-virulen. Akan tetapi, genjik tertentu bersifat sensitif terhadap bakteri K88-positif, dan itu telah ditemukan bahwa genjik tersebut tidak mempunyai reseptor yang sesuai untuk antigen K88, sehingga mencegah penempelan dan perkembangbiakan bakteri lebih jauh. Kekurangan reseptor K88 (dan oleh karenanya resisten terhadap bakteri K88-positif) disebabkan sifat homozigot untuk gen resesif yang disebut s. Genjik yang mempunyai reseptor tersebut dan oleh karenanya bersifat sensitif mempunyai sifat homozigot untuk gen dominan S atau bersifat heterozigot. Karena E. coli K88-positif agak umum ditemukan, dan karena gen sensitivitas tersebut bersifat dominan, kita mungkin berharap bahwa gen sensitivitas tersebut akan dipertahankan pada frekuensi yang sangat rendah melalui keseimbangan seleksi/mutasi. Akan tetapi, pada empat peternakan babi di Inggris yang diuji dalam suatu survei, frekuensi gen dominan tersebut pada tiga peternakan adalah jauh lebih besar daripada 0,5, dan pada peternakan lainnya berkisar 0,4. Penjelasan yang paling dapat diterima untuk frekuensi sangat tinggi ini terkait dengan kombinasi menarik antara prinsip dasar dari imunologi dan genetika populasi. Anggap suatu populasi yang gen resisten s baru saja dimasukkan melalui mutasi dan/atau migrasi, dan anggap juga bahwa bakteri K88-positif beraksi. Karena hampir semua ternak bersifat sensitif, ada seleksi sangat kuat menyingkirkan gen sensitivitas dominan, yaitu menyukai gen resisten resesif. Akan tetapi pada saat yang sama,babi induk yang sensitif meningkatkan respon imunnya terhadap bakteri K88-positif, dengan menyalurkan antibodi K88 melalui kolustrumnya ke semua genjiknya. Antibodi ini sudah cukup untuk mencegah diare, dan oleh karena itu seleksi menyingkirkan gen sensitivitas dominan menjadi kurang intens tidak lama setelah itu dimulai. Jadi, eliminasi secara cepat seperti yang diharapkan sebelumnya pada gen dominan tidak terjadi. walaupun demikian, anggap bahwa, itu telah dikurangi frekuensinya dari 1,0 ke, katakan, 0,7, yang berarti bahwa (1-0.7) 2 = (0.3) 2 = 0.09 dari semua babi induk sekarang bersifat homozigot untuk gen resisten. Tentunya babi induk tersebut membawa Pengantar ke Genetika Veteriner

15 bakteri K88-positif, tetapi karena penempelan tidak terjadi, babi induk itu pernah mengembangkan antibodi terhadap K88 dan oleh karena itu babi induk tersebut tidak memberikan perlindungan terhadap genjiknya. Ini merupakan konsekuensi terhadap genjik ss-nya karena genjik tersebut secara alami resisten. Akan tetapi, tidak semua anak dari induk bergenotipe ss adalah ss; beberapa induk ss kawin dengan pejantan Ss atau SS dan akibatnya menghasilkan beberapa atau semua genjik Ss, yang semuanya bersifat sensitif. Genjik heterozigot ini merupakan yang terburuk dalam dua dunia; mereka mempunyai reseptor untuk K88, dan mereka gagal menerima antibodi dari induknya yang bergenotipe ss. Jadi kita mempunyai seleksi menyingkirikan heterozigot, dengan kedua homozigotnya mempunyai fitness normal dan sama, dalam hal SS karena antibodi yang diterima dari induk tersebut, dan dalam hal ss karena tidak adanya reseptor untuk K88. Seleksi menyingkirkan heterozigot dalam situasi demikian hanya bersifat parsial, karena hanya genjik yang dilahirkan oleh induk ss yang sangat mungkin terjangkit diare. Apakah kira-kira pengaruh seleksi menyingkirkan heterozigot? Refleksi sesaat menunjukkan bahwa untuk setiap heterozigot yang dieliminir dari suatu populasi, jumlah yang sama untuk kedua gen tersebut dihilangkan, yang mempunyai pengaruh lebih besar terhadap gen yang kurang umum tersebut. Pertimbangkan, misalnya, populasi 100 babi yang mempunyai frekuensi genotipe Hardy-Weinberg dengan frekuensi gen 0,7 dan 0,3 sebelum seleksi. Jumlah genotipe adalah 49 SS, 42 Ss, dan 9 ss. Anggap bahwa sepuluh heterozigot mati karena diare E. coli, yang meninggalkan 49 SS, 32 Ss, dan 9 ss dalam populasi total 90 babi setelah seleksi. Frekuensi gen tersebut sekarang adalah (2 x )/(2 x 90) = 0,72 untuk S dan 1 0,72 = 0,28 untuk s, yang berarti suatu penurunan dalam frekuensi gen yang kurang umum. Secara umum, jika homozigot mempunyai fitness sama, seleksi menyingkirikan heterozigot menyebabkan penurunan frekuensi pada gen yang kurang sering muncul. Jadi, gen yang ada pada frekuensi kurang dari 0,5 ketika seleksi menyingkirkan heterozigot mulai, secara bertahap menurun frekuensinya sepanjang seleksi tersebut berlangsung. Pada kasus genjik, seleksi menyingkirkan heterozigot berhenti ketika bakteri E. coli patogen hilang, yang meninggalkan frekuensi gen s pada level apapun yang dicapai pada saat itu. Dengan kejadian diare E. coli berikutnya, siklus kejadian yang diuraikan di atas mulai lagi. Jika gen s telah meningkat frekuensinya ke lebih dari 0,5 sebelum seleksi menyingkirkan heterozigot menjadi efektif, seleksi itu akan meningkatkan frekuensinya lebih jauh. Jika itu kurang dari 0,5, itu akan menurunkan frekuensi menuju level rendah seperti sebelumnya. Jika sejumlah peternakan babi disurvei, mungkin dapat diharapkan bahwa gen s akan berada pada frekuensi rendah di dalam beberapa peternakan dan pada frekuensi tinggi di dalam beberapa Gen Tunggal dalam Populasi - 141

16 peternakan lainnya. Hasil dari survei yang dilakukan secara terbatas yang dilaporkan sampai saat ini konsisten dengan perkiraan tersebut. Hanyutan Genetika (Genetic Drift) dan Efek Pembentuk (Founder Effect) Ada alasan lain mengapa kondisi bahaya dan bahkan letal dapat mencapai frekuensi cukup tinggi dalam suatu populasi tertentu. Itu dinamakan genetic drift, yang, seperti kita lihat pada bab ini, berarti perubahan frekuensi gen yang seluruhnya diakibatkan karena peluang. Perubahan ini akibat dari randomisasi gen yang suda tentu dalam semua populasi yang dapat dihitung. Karena perubahan frekuensi gen ini seluruhnya akibat peluang, arahnya bersifat random dan seluruhnya di luar kontrol manusia. Karena semua populasi dapat dihitung, itu berarti bahwa ada kejadian genetic drift di semua populasi. Tetapi, semakin besar ukuran populasi, semakin kecil perbesaran genetic drift. Kasus genetic drift terekstrim pada ternak domestik dapat diilustrasikan dengan membayangkan bahwa hanya satu jantan dan satu betina dipilih sebagai tetua pada generasi berikutnya. Anggap satu lokus tunggal dengan dua alel A dan B. Tanpa memperhatikan berapa frekuensi A pada generasi tetua yang dipilih tersebut, frekuensinya pada tetua tersebut seharusnya 0,00 (jika kedua tetua tersebut bersifat homozigot untuk B), 0,25 (jika satu tetua adalah AB dan tetua lainnya adalah BB), 0,50 (jika tetua tersebut adalah AB dan AB, atau AA dan BB), 0,75 (AA dan AB), atau 1,00 (kedua tetua homozigot untuk A). Anggap bahwa frekuensi A adalah, katakan, 0,1 pada populasi tetua yang dipilih tersebut, dan anggap bahwa tetua tersebut dipilih secara acak, dan memiliki genotipe AA dan AB. Pada kasus ini, frekuensi gen telah berubah dari 0,1 ke 0,75, suatu perubahan sebesar 0,65, yang adalah sangat besar dan itu seluruhnya karena peluang atau sampling. Karena frekuensi gen pada tetua tersebut sekarang adalah 0,75, itu berarti bahwa frekuensi gen pada keturunan tetuanya juga akan menjadi 0,75, kecuali jika seleksi, mutasi, atau migrasi menyebabkan perubahan lebih jauh lagi. Jika hanya satu jantan dan satu betina dipilih secara acak dari generasi keturunannya, untuk dijadikan tetua pada generasi berikutnya, situasi yang persis sama akan terjadi: frekuensi gen pada generasi berikutnya akan menjadi nol, 0,25, 0,50, 0,75, atau satu. Jika itu mencapai nol, gen tersebut berarti hilang selamanya, atau sampai mutasi muncul lagi. Jika frekuensi tersebut mencapai satu, gen tersebut dikatakan telah fixed pada populasi itu, dan semua gen lain pada lokus itu telah hilang. Founder effect merupakan kasus spesial dari genetic drift, yang artinya adalah situasi di mana sejumlah kecil individu pindah ke tempat baru, dan Pengantar ke Genetika Veteriner

17 membentuk (found) suatu populasi baru. Walaupun populasi baru tersebut berkembang jumlahnya dengan cepat, dan segera mempunyai sejumlah besar tetua pada tiap generasi, frekuensi gen akan menjadi suatu refleksi dari frekuensi tersebut di dalam populasi pembentuk (founder), daripada di dalam populasi asalnya pembentuk tadi. Alasan untuk ini adalah bahwa, dalam keadaan tidak ada seleksi, mutasi, dan migrasi, frekuensi gen tetap pada level apapun frekuensi tersebut ketika populasi tersebut mulai. Jadi, suatu populasi yang dibentuk hanya oleh satu jentan dan satu betina dapat mempunyai satu set frekuensi gen yang sangat berbeda dengan frekuensi gen pada populasi asal dari tetua pembentuk (founding parent) dipilih. Founder effect adalah sebuah contoh tentang population bottleneck, yaitu suatu situasi di mana jumlah tetua dalam suatu populasi menjadi sangat kecil untuk satu generasi atau lebih. Seperti diilustrasikan di atas, suatu populasi yang muncul dari suatu leher botol mungkin sangat berbeda dengan populasi yang ada sebelum leher botol. Jarak Genetika Tanpa memperhatikan berapa banyak ternak digunakan untuk membentuk populasi baru, populasi lama dan baru tersebut menjadi semakin berbeda antara satu dan lainnya dalam perjalanan waktu: mutasi memasukkan alel unik ke dalam tiap populasi, dan frekuensi semua alel pada semua lokus berubah secara acak (yaitu bahwa ada kejadian genetic drift) dalam tiap populasi. Semakin lama waktu sejak dua populasi mulai berbeda, semakin besar perbedaan dalam frekuensi gennya. Seberapa besar dua populasi berbeda dalam frekuensi gennya disebut jarak genetika di antara keduanya. Jika kita perkirakan frekuensi alel pada sejumlah lokus dalam suatu set populasi (misalnya bangsa sapi dari berbagai belahan dunia), jarak genetika di antara semua pasangan populasi dapat diperkirakan dari data frekuensi gen. Suatu pohon evolusi (phylogenetic tree) kemudian dapat digambar, dimana panjang tiap cabang yang memisahkan dua populasi proporsional terhadap jarak genetika di antara keduanya. Mikrosatelit merupakan sumber data yang ideal untuk menghitung jarak genetika, karena mikrosatelit bersifat polimorfik dan terdapat di dalam genom. Selain itu, juga mungkin untuk menghasilkan filogeni dari perbedaan sekuen asam amino dalam protein atau basa dalam gen, antara bangsa dan/atau spesies. Gambaran menarik tentang evolusi bangsa dan spesies sedang muncul. Terpisah dari kelebihannya, studi ini memberikan arah ke keragaman genetika dalam dan antar spesies, yang kemudian memberikan Gen Tunggal dalam Populasi - 143

18 fondasi dalam pengambilan keputusan tentang populasi mana yang paling dibutuhkan untuk konservasi (lihat Bab 18). Bacaan Lebih Jauh Buku Christiansen, F. B. and Feldman, M. W. (1986). Population genetics. Blackwell Scientific Publications, Oxford. Crow, J. F. (1987). Basic concepts in population, quantitative, and evolutionary genetics. Freeman, New York. Doolittle, D. P. (1987). Population genetics: basic principles. Springer-Verlag, Berlin. Falconer, D. S. (1989). An introduction to quantitative genetics, (3rd edn). Longman Chesire, London. Hartl, D. L. (1988). A primer of population genetics, (2nd edn). Sinauer Associates, Sunderland, Massachusetts. Hartl, D. L. and Clark, A. G. (1989). Principles of population genetics, (2nd edn). Sinauer Associates, Sunderland, Mass. Hedrick, P.W. (1985). Genetics of populations. Jones and Bartlett, Boston. Smith, J. M. (1989). Evolutionary genetics. Oxford University Press, Oxford. Smith, J. M. (1993). The theory of evolution, (4th edn). Cambridge University Press, Cambridge. Leher botol (bottleneck) Hoelzel, A. R., Halley, J., O'Brien, S. J., Campagna, C., Arnbom, T., Leboeuf, B., Ralls, K., and Dover, G. A. (1993). Elephant seal genetic variation and the use of simulation models to investigate historical population bottlenecks. Journal of Heredity, 84, Jarak genetika/filogeni Lake, J. A. (1994). Reconstructing evolutionary trees from DNA and protein sequences--paralinear distances. Proceedings of the National Academy of Sciences, 91, Loftus, R. T., MacHugh, D. E., Bradley, D. G., Sharp, P. M., and Cunningham, E. P. (1994). Evidence for two independent domestications of cattle. Proceedings of the National Academy of Sciences, 91, Stanley, H. F., Kadwell, M., and Wheeler, J. C. (1994). Molecular evolution of the family camelidae--a mitochondrial DNA study. Proceedings of the Royal Society of London Series B, 256, Taberlet, P. and Bouvet, J. (1994). Mitochondrial DNA polymorphism, phylogeography, and conservation genetics of the brown bear Ursus arctos in Europe. Proceedings of the Royal Society of London Series B, 255, Pengantar ke Genetika Veteriner