Proses Spesiasi Dalam Evolusi Isolasi Reproduksi Postzigotik dan Prazigotik serta Mekanismenya

Proses Evolusi - Dalam 3,5 milyar tahun sejak kehidupan muncul di bumi, evolusi telah menghasilkan variasi makhluk hidup yang sangat beraneka ragam. Jutaan spesies berevolusi, adapun yang lainnya tidak dapat bertahan hidup dan menjadi punah. Dengan mempelajari catatan fosil, para ilmuwan mempelajari pola evolusi.

Menurut Darwin, variasi dalam populasi merupakan “bahan mentah” terjadinya evolusi. Oleh karena mutasi dapat menghasilkan variasi, mutasi juga dianggap sebagai ''bahan mentah'' evolusi. Melalui seleksi alam, variasi tersebut terseleksi dan menyisakan organisme dengan sifat yang sesuai dengan lingkungannya. Akan tetapi, bagaimanakah evolusi dapat menghasilkan spesies baru, bahkan kingdom yang berbeda?

Sewaktu Darwin mengajukan teorinya, ia tidak mengenal adanya gen, DNA, serta mekanisme mutasi yang dapat menyebabkan adanya variasi. Darwin juga belum mengenal genetika dan biologi molekular. Adakah penjelasan evolusi secara genetika?

Proses Spesiasi Dalam Evolusi Isolasi

Spesiasi adalah proses terbentuknya spesies baru. Menurut pengertiannya, spesies adalah populasi makhluk hidup yang mampu melakukan reproduksi sesamanya dan menghasilkan keturunan yang fertil. Namun, tidak dapat melakukan reproduksi dengan kelompok lainnya. Berdasarkan hal tersebut, terlihat bahwa reproduksi antara satu spesies dengan spesies lain adalah hal yang tidak mungkin, karena terjadi isolasi reproduksi antarspesies. Oleh karena itu, kunci dari spesies adalah adanya isolasi reproduksi. Bagaimana isolasi reproduksi dapat terjadi?

Isolasi Reproduksi

Terdapat beberapa cara isolasi reproduksi yang dapat terjadi, yaitu isolasi prazigotik dan isolasi postzigotik. Isolasi  prazigotik adalah isolasi yang terjadi sebelum terjadinya fertilisasi. Adapun isolasi  postzigotik terjadi setelah terjadi fertilisasi (Hopson  essells, 1990: 733).

1) Isolasi Prazigotik

Isolasi prazigotik mencegah terjadinya perkawinan individu. Isolasi ini dapat ditimbulkan sebagai akibat  isolasi ekologi, isolasi perilaku, isolasi mekanik, dan  isolasi temporal (musim).

a) Isolasi ekologi

Isolasi ini mengakibatkan dua populasi yang terpisah oleh habitat yang berbeda tidak dapat melakukan perkawinan pada daerah geografi yang sama. Masing-masing mengembangkan perbedaan yang besar sehingga tidak dapat dikawinkan lagi. Contohnya, katak pohon yang hidup di atas pohon dan kodok ( ufo) yang hidup di kolam atau air tanah. Jika dipertemukan, tidak akan terjadi perkawinan akibat isolasi ekologi yang telah berlangsung lama.

b) Isolasi perilaku

Isolasi perilaku terjadi jika dua populasi yang berkerabat memiliki perbedaan kebiasaan dalam melakukan perkawinan. Dengan adanya perilaku ini, reproduksi hanya dapat terjadi antara populasi yang dapat mengerti perilaku tersebut. Perilaku ini dapat berupa suara, tingkah laku, dan sekresi zat kimia. Isolasi perilaku umumnya terjadi pada burung  dan ikan

 Isolasi perilaku pada (a) burung Priloris victoriae jantan dan (b) burung  Frageta minor.

c) Isolasi mekanik

Isolasi mekanik adalah isolasi yang menyangkut struktur tubuh dan perbedaan sel kelamin yang membuat tidak terjadinya reproduksi. Contohnya, terjadi pada bintang laut, landak laut, dan hewan Echinodermata lain yang melakukan fertilisasi eksternal. Hewan-hewan tersebut memiliki perbedaan molekul yang dapat mengikat sel telur dan spermanya sehingga menghalangi terjadinya fertilisasi silang antarspesies. Pada hewan yang melakukan fertilisasi internal, perbedaan ukuran alat kelamin jantan dan betina menghalangi terjadinya fertilisasi antarspesies. Pada tumbuhan, ukuran bunga dan polinatornya merupakan contoh isolasi mekanik.

d) Isolasi temporal

Isolasi ini terjadi akibat perbedaan waktu kematangan antara jantan dan betina. Hal  ini menyebabkan fertilisasi tidak akan terjadi. Contohnya, terjadi pada spesies Pinus radiata dan Pinus muricata. Keduanya tidak akan pernah dapat melakukan fertilisasi silang karena kematangan reproduksi Pinus radiata terjadi pada awal Februari dan Pinus unicata terjadi pada akhir April.

Ukuran bunga mempengaruhi jenis polinator.

2) Isolasi Postzigotik

Isolasi postzigotik mencegah terjadinya perkembangan atau reproduksi individu (hibrid) yang telah dihasilkan. Isolasi ini dapat terjadi melalui inviabilitas hibrid (kematian hibrid),  sterilitas hibrid, dan  penurunan kualitas hibrid.

a) Inviabilitas dan sterilitas hibrid

Ketika dua individu dari spesies yang berbeda dapat melakukan perkawinan, individu hasil persilangan (hibrid) dapat terbentuk. Namun, biasanya hibrid tersebut mati sebelum dapat melakukan reproduksi (invibialitas hibrid) atau hibrid yang dihasilkan mandul (sterilitas hibrid). Kedua kondisi ini berfungsi sebagai mekanisme isolasi postzigotik, mencegah aliran gen antarspesies. Hibrid steril dapat dihasilkan dari perkawinan antara kuda dan keledai, itik dan entok, serta banyak contoh lainnya.

b) Penurunan kualitas hibrid

Terkadang generasi pertama dari perkawinan antarspesies dapat menghasilkan hibrid yang sehat dan fertil. Namun, ketika sesama hibrid tersebut dikawinkan sesamanya atau dengan populasi induknya, dihasilkan keturunan yang lemah atau steril. Contohnya, perkawinan antarspesies kapas menghasilkan hibrid fertil. Akan tetapi, keturunan generasi selanjutnya akan mati karena tumbuh menjadi tanaman yang lemah.

Anggrek Dendrobium crepidalum  ini merupakan salah satu contoh atau hibrid steril.

Mekanisme Spesiasi

Terdapat beberapa penjelasan yang menerangkan bagaimana isolasi reproduksi yang telah dijelaskan sebelumnya dapat terjadi. Mekanisme spesiasi ini menjelaskan beberapa kasus spesiasi yang dapat diamati di alam. Terdapat tiga model mekanisme spesiasi, yakni  allopatrik, simpatrik, dan parapatrik,

Pada spesiasi allopatrik, populasi terpisahkan secara geografis. Oleh karena dua populasi tersebut terpisahkan, masing-masing meng- akumulasikan perbedaan genetis. Fenotipe kedua kelompok populasi ini akhirnya akan berubah. Perbedaan ini dapat memicu spesiasi, menyebabkan kedua kelompok tidak dapat melakukan reproduksi. Contohnya, monyet Sulawesi ( acaca brunnescens) di pulau Muna dan pulau Buton dianggap jenis yang berbeda dari  acaca chreata di Sulawesi Tenggara karena terpisah secara geografi.

Pada spesiasi simpatrik, spesiasi terjadi pada daerah yang sama. Spesiasi ini merupakan hasil dari spesiasi yang terjadi dalam populasi atau beberapa populasi yang menempati tempat yang sama. Hal ini dapat terjadi karena terdapat mekanisme yang menyebabkan suatu kelompok individu terisolasi secara reproduksi dalam lingkungan yang sama. Misalnya, mutasi menyebabkan sedikit perubahan warna, bentuk, atau zat kimia yang menyebabkan polinator tidak tertarik pada bunga tersebut.

Mutasi menyebabkan individu terisolasi secara reproduksi dengan bunga lain di sekelilingnya. Tanaman yang terisolasi tersebut mungkin dapat bertahan hidup melalui polinasi sendiri atau hibridasi dengan populasi terdekat dari spesies yang berbeda. Ketika subpopulasi kecil ini terisolasi, besar kemungkinan terbentuk spesies baru yang secara genetis berbeda dengan spesias asal.

Suatu spesies dapat memiliki penyebaran yang luas. Ketika spesies tersebut menyebar, spesies tersebut menempati berbagai habitat berbeda.Dengan sifat habitat dan pengaruh yang berbeda terhadap spesies, dapat terjadi perbedaan-perbedaan akibat perbedaan habitat tersebut. Seiring waktu, perbedaan tersebut semakin terakumulasi hingga akhirnya terbentuk isolasi reproduksi berdasarkan perbedaan habitat, meskipun kedua spesies bersebelahan. Proses spesiasi yang terjadi di daerah bersebelahan dengan daerah spesies yang kekerabatanya dekat ini disebut spesiasi parapatrik.

Model spesiasi yang dapat terjadi (a) allopatrik, (b) simpatrik, dan (c) parapatrik