Seleksi Alam vs Evolusi Netral: Dua Cara Memahami Perubahan dalam Kehidupan

Ketika membicarakan evolusi, seleksi alam sering menjadi konsep pertama yang muncul. Kita biasanya membayangkan bahwa organisme dengan sifat yang lebih menguntungkan akan memiliki peluang lebih besar untuk bertahan hidup dan menghasilkan keturunan. Dalam jangka panjang, sifat tersebut dapat menjadi lebih umum di dalam suatu populasi.

Namun, apakah setiap perubahan genetik dalam evolusi terjadi karena suatu sifat memberikan keuntungan bagi organisme?

Jawabannya tidak sesederhana itu.

Dalam genetika populasi dan evolusi molekuler terdapat gagasan yang disebut teori evolusi netral, yang dikembangkan secara terkenal oleh ahli genetika Jepang, Motoo Kimura. Teori tersebut menekankan bahwa banyak perubahan pada tingkat molekuler tidak memberikan keuntungan atau kerugian yang berarti terhadap kemampuan organisme untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Perubahan semacam itu dapat menyebar atau menghilang akibat proses acak yang disebut genetic drift atau hanyutan genetik.

Dari sini muncul pertanyaan menarik: apakah evolusi lebih banyak digerakkan oleh seleksi alam atau oleh proses netral dan kebetulan?

Sebenarnya, kedua konsep tersebut tidak harus dipandang sebagai dua penjelasan yang sepenuhnya saling meniadakan. Keduanya dapat membantu menjelaskan bagian yang berbeda dari perubahan biologis.

Apa Itu Seleksi Alam?

Seleksi alam adalah proses ketika variasi sifat yang diwariskan menyebabkan perbedaan dalam kemampuan organisme untuk bertahan hidup dan menghasilkan keturunan.

Bayangkan sebuah populasi burung yang memiliki variasi ukuran paruh. Jika sumber makanan tertentu membuat burung dengan ukuran paruh tertentu lebih mampu memperoleh makanan, burung tersebut mungkin memiliki peluang reproduksi lebih besar.

Jika ukuran paruh tersebut dipengaruhi faktor genetik dan kondisi lingkungan tetap memberikan keuntungan yang sama selama beberapa generasi, frekuensi gen yang berkaitan dengan sifat tersebut dapat meningkat.

Proses inilah yang secara sederhana disebut seleksi alam.

Seleksi alam bukan berarti organisme secara sadar memilih untuk berubah. Perubahan genetik tidak muncul karena organisme “menginginkan” suatu sifat. Seleksi bekerja terhadap variasi yang sudah ada atau variasi baru yang muncul melalui proses seperti mutasi dan rekombinasi.

Apa Itu Evolusi Netral?

Evolusi netral memiliki fokus yang berbeda.

Menurut teori netral dalam evolusi molekuler, banyak perubahan pada DNA atau protein dapat bersifat netral atau hampir netral. Artinya, perubahan tersebut tidak memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap keberhasilan reproduksi sehingga seleksi alam tidak secara kuat menentukan nasibnya.

Dalam kondisi tersebut, hanyutan genetik dapat memainkan peranan penting.

Misalnya, sebuah mutasi tidak memberikan keuntungan maupun kerugian yang berarti. Mutasi tersebut tetap dapat menjadi semakin umum dalam suatu populasi hanya karena kebetulan. Sebaliknya, mutasi yang sama juga dapat hilang secara acak.

Dengan kata lain, tidak semua perubahan evolusioner harus mempunyai “alasan adaptif”.

Motoo Kimura mengembangkan teori netral pada tingkat molekuler dan menekankan pentingnya mutasi serta hanyutan genetik dalam menjelaskan perubahan DNA dan protein.

Mengapa Hanyutan Genetik Penting?

Hanyutan genetik adalah perubahan frekuensi varian gen dalam populasi akibat proses acak.

Pengaruhnya dapat sangat terlihat pada populasi yang berukuran kecil.

Misalnya terdapat populasi kecil kupu-kupu yang memiliki dua variasi warna dengan jumlah yang hampir sama. Bayangkan terjadi peristiwa acak yang menyebabkan sebagian besar kupu-kupu dari salah satu variasi tidak menghasilkan keturunan.

Jika penyebabnya bukan karena warna tubuh mereka lebih buruk, tetapi sekadar kebetulan, frekuensi variasi tersebut tetap berubah.

Beberapa generasi kemudian, salah satu variasi dapat menjadi sangat umum atau bahkan hilang.

Perubahan tersebut terjadi tanpa harus ada keuntungan adaptif yang menyebabkan variasi tersebut dipilih oleh lingkungan.

Perbedaan Utama Seleksi Alam dan Evolusi Netral

Perbedaan keduanya dapat disederhanakan seperti berikut:

Aspek	Seleksi Alam	Evolusi Netral
Penyebab utama	Perbedaan keberhasilan reproduksi	Proses acak dan hanyutan genetik
Peran keuntungan adaptif	Penting	Tidak diperlukan untuk perubahan netral
Pengaruh lingkungan	Sangat penting	Tidak selalu menjadi faktor langsung
Mutasi	Menyediakan variasi	Menyediakan variasi netral atau hampir netral
Proses acak	Ada, tetapi bukan mekanisme utama seleksi	Sangat penting
Fokus klasik	Adaptasi organisme	Perubahan molekuler dan variasi genetik

Perbandingan ini merupakan penyederhanaan. Dalam organisme nyata, seleksi alam, mutasi, rekombinasi, migrasi, dan hanyutan genetik dapat berlangsung secara bersamaan.

Apakah Evolusi Netral Menolak Seleksi Alam?

Tidak.

Ini merupakan salah satu kesalahpahaman yang cukup umum.

Teori netral tidak menyatakan bahwa seleksi alam tidak ada. Bahkan dalam pembahasan Kimura, seleksi alam tetap memiliki peranan dalam evolusi adaptif. Fokus teori netral adalah mempertanyakan seberapa banyak perubahan molekuler yang benar-benar merupakan hasil seleksi positif dibandingkan perubahan yang netral atau hampir netral.

Jadi, pertanyaan ilmiahnya bukan sekadar “seleksi alam atau evolusi netral?”

Pertanyaan yang lebih tepat adalah:

Untuk perubahan tertentu, seberapa besar peran seleksi, dan seberapa besar peran proses acak?

Contoh Sederhana untuk Memahami Perbedaannya

Misalkan dalam sebuah populasi terdapat dua variasi gen.

Variasi A membuat organisme lebih mampu bertahan dalam lingkungan tertentu. Jika organisme yang membawa variasi A secara konsisten menghasilkan lebih banyak keturunan, seleksi alam dapat meningkatkan frekuensi variasi A.

Sekarang bayangkan variasi B tidak memberikan keuntungan maupun kerugian yang berarti.

Frekuensi B tetap dapat berubah dari satu generasi ke generasi berikutnya. Perubahan tersebut dapat terjadi karena kebetulan dalam siapa yang berhasil bereproduksi dan mewariskan gennya.

Contoh sederhana ini menunjukkan perbedaan antara perubahan yang dipengaruhi perbedaan keberhasilan reproduksi dan perubahan yang dapat terjadi karena faktor acak.

Mengapa Teori Netral Banyak Dibahas dalam Evolusi Molekuler?

Perkembangan teknologi pengurutan DNA memungkinkan ilmuwan membandingkan materi genetik berbagai organisme dalam jumlah yang jauh lebih besar.

Data tersebut memperlihatkan bahwa genom mengandung sangat banyak variasi. Tidak semua perubahan DNA menghasilkan perubahan sifat yang terlihat.

Sebagian perubahan dapat terjadi pada bagian DNA yang tidak mengubah produk protein, misalnya beberapa perubahan sinonim pada kode genetik. Perubahan seperti ini menjadi salah satu objek penting dalam penelitian evolusi molekuler.

Namun, “tidak terlihat” bukan berarti otomatis “tidak memiliki fungsi”. Sebuah perubahan genetik harus dianalisis berdasarkan konteks biologisnya.

Apa Hubungan Mutasi dengan Evolusi Netral?

Mutasi merupakan sumber penting variasi genetik.

Ketika DNA mengalami perubahan, hasilnya dapat memiliki berbagai kemungkinan.

Sebuah mutasi bisa:

1. merugikan organisme,

2. memberikan keuntungan dalam kondisi tertentu,

3. atau memiliki pengaruh yang sangat kecil sehingga dapat dianggap netral atau hampir netral.

Mutasi yang menguntungkan dapat menjadi sasaran seleksi positif. Mutasi yang sangat merugikan cenderung disingkirkan oleh seleksi. Sementara itu, mutasi netral atau hampir netral dapat mengalami perubahan frekuensi akibat kombinasi mutasi dan proses stokastik seperti hanyutan genetik.

Karena itu, evolusi tidak dapat dipahami hanya dengan melihat mutasi atau seleksi secara terpisah.

Evolusi Netral Bukan Berarti Evolusi Terjadi Tanpa Aturan

Kata “netral” terkadang menimbulkan kesan bahwa evolusi netral hanyalah perubahan yang benar-benar tidak memiliki pola.

Sebenarnya tidak demikian.

Teori netral justru menggunakan model matematika dalam genetika populasi untuk membuat prediksi tentang perubahan frekuensi gen dan variasi molekuler.

Dengan menggunakan model tersebut, peneliti dapat membandingkan pola yang diperkirakan jika suatu perubahan terutama dipengaruhi proses netral dengan pola yang lebih sesuai dengan seleksi.

Karena itulah teori netral dapat diuji menggunakan data biologis.

Apakah Semua Evolusi Molekuler Bersifat Netral?

Tidak.

Ini juga merupakan bagian penting dalam memahami perdebatan mengenai teori netral.

Sejumlah peneliti berpendapat bahwa data genom modern menunjukkan adanya peranan besar dari seleksi alam dan variasi adaptif. Sebuah perspektif yang diterbitkan dalam Molecular Biology and Evolution pada 2018, misalnya, berpendapat bahwa teori netral tidak dapat digunakan sebagai penjelasan universal untuk evolusi molekuler. Penulisnya menekankan banyaknya bukti mengenai variasi adaptif dalam genom.

Di sisi lain, penelitian dan tinjauan lain tetap menemukan bahwa model netral sangat berguna untuk memahami banyak pola evolusi molekuler. Sebuah tinjauan di Annual Review of Genomics and Human Genetics membahas bagaimana data genomik dapat konsisten dengan teori netral, sambil mengakui bahwa seleksi positif juga dapat dideteksi melalui berbagai pendekatan.

Hal tersebut menunjukkan bahwa perdebatan ilmiah mengenai seberapa besar kontribusi proses netral dan seleksi masih berlangsung.

Seleksi Alam dan Evolusi Netral Dapat Bekerja Bersama

Daripada menganggap keduanya sebagai musuh, lebih tepat melihat seleksi alam dan proses netral sebagai mekanisme yang dapat bekerja pada populasi yang sama.

Satu bagian genom dapat mengalami perubahan yang dipengaruhi seleksi. Bagian lain mungkin mengalami perubahan yang sebagian besar bersifat netral.

Bahkan perubahan yang hampir netral dapat dipengaruhi oleh ukuran populasi. Mutasi dengan efek yang sangat kecil mungkin berperilaku hampir seperti mutasi netral pada populasi tertentu, tetapi menjadi lebih mudah dipengaruhi seleksi dalam kondisi populasi atau lingkungan yang berbeda.

Konsep ini membantu menjelaskan mengapa evolusi merupakan proses yang kompleks dan tidak dapat direduksi menjadi satu mekanisme saja.

Apa Manfaat Memahami Perbedaan Ini?

Memahami perbedaan seleksi alam dan evolusi netral penting karena membantu kita membaca perubahan genetik secara lebih hati-hati.

Jika kita menemukan perbedaan DNA antara dua spesies, kita tidak bisa langsung menyimpulkan bahwa setiap perbedaan tersebut muncul karena suatu organisme beradaptasi terhadap lingkungannya.

Sebaliknya, perubahan tersebut perlu dianalisis untuk mengetahui apakah terdapat bukti seleksi, hanyutan genetik, mutasi netral, atau kombinasi berbagai proses.

Pendekatan seperti ini sangat penting dalam bidang genetika populasi, biologi evolusi, genomika, dan penelitian hubungan kekerabatan antarorganisme.

Kesimpulan

Seleksi alam dan evolusi netral memberikan dua perspektif penting untuk memahami bagaimana perubahan genetik terjadi dari waktu ke waktu.

Seleksi alam menjelaskan bagaimana perbedaan sifat yang memengaruhi keberhasilan hidup dan reproduksi dapat menyebabkan perubahan frekuensi gen dalam populasi.

Sementara itu, teori evolusi netral menekankan bahwa banyak perubahan pada tingkat molekuler dapat bersifat netral atau hampir netral dan menyebar melalui proses acak, terutama hanyutan genetik.

Keduanya tidak perlu dianggap sebagai penjelasan yang harus saling mengalahkan. Dalam kehidupan nyata, evolusi dipengaruhi oleh berbagai mekanisme yang bekerja bersama.

Penelitian modern juga menunjukkan bahwa tidak tepat menganggap semua perubahan genetik sebagai hasil seleksi alam, tetapi juga tidak tepat menganggap semua perubahan molekuler sebagai sesuatu yang netral. Karena itu, ilmuwan menggunakan data genom, eksperimen, dan model matematika untuk menentukan mekanisme mana yang paling sesuai dengan pola yang diamati.

Pada akhirnya, perdebatan mengenai seleksi alam dan evolusi netral justru menunjukkan bagaimana ilmu pengetahuan berkembang. Sebuah teori tidak hanya diterima karena menarik, tetapi terus diuji ketika data dan metode penelitian baru tersedia.

Referensi 

• Kimura, M. (1991). The neutral theory of molecular evolution: A review of recent evidence. Japanese Journal of Genetics, 66, 367–386. PubMed
• Kimura, M. (1983). The Neutral Theory of Molecular Evolution. Cambridge University Press. Nature
• Nei, M., Suzuki, Y., & Nozawa, M. (2010). The Neutral Theory of Molecular Evolution in the Genomic Era. Annual Review of Genomics and Human Genetics, 11, 265–289. Annual Reviews
• Kern, A. D., & Hahn, M. W. (2018). The Neutral Theory in Light of Natural Selection. Molecular Biology and Evolution, 35(6), 1366–1371. OUP Academic
• Kimura, M. (1977). Preponderance of synonymous changes as evidence for the neutral theory of molecular evolution. Nature, 267, 275–276. Nature
• Kimura, M. (1991). Recent development of the neutral theory viewed from the Wrightian tradition of theoretical population genetics. PNAS, 88(14), 5969–5973.