Genetika Konservasi

Pengertian Dasar

Genetika konservasi adalah penggunaan teori dan teknik genetika untuk mengurangi resiko kepunahan pada spesies yang terancam punah

Tujuan jangka panjangnya adalah untuk preservasi spesies sebagai entitas yang dinamik yang mampu menghadapi perubahan lingkungan

Merupakan disiplin yang terpisah

Fokus pada konsekuensi dari penurunan suatu populasi yang sebelumnya besar, outbreeding, menjadi populasi kecil yang menghadapi faktor stokastik dan efek inbreeding

Isu-isu kajian1. Efek negatif inbreeding pada reproduksi dan

survival (inbreeding depression)2. Kehilangan keragaman genetik dan hilangnya

potensi evolusi3. Fragmentasi populasi dan pengurangan aliran

gen4. Genetic drift5. Pengelolaan genetik populasi kandang yang

kecil6. Permasalahan ketidakpastian taksonomi7. Penentuan unit pengelolaan suatu spesies

Isu-isu kajian (lanjutan)

8. Penggunaan analisis molekular dalam forensik

9. Penentuan lokasi-lokasi untuk reintroduksi

10.Penentuan populasi terbaik untuk reintroduksi

11.Non-intrusive sampling untuk analisis genetika

12.Memahami spesies biologi

1. Inbreeding depression Tekanan silang dalam

perkawinan antar induk - anak, saudara kandung dan sepupu serta mekanisme fertilisasi ke dalam (pada spesies hermaphrodit)

gejala: kesulitan menghasilkan keturunan atau keturunan yang muncul biasanya lemah dan mandul

masalah besar pada populasi hasil penangkaran dan pada program pembiakan domestik

Outbreeding depression Tekanan silang luar

Perkawinan dengan spesies kerabat, antar subspesies, genotip yang bercabang (divergent) atau anggota populasi berbeda (spesies sama)menghasilkan hybrid/kerurunan campurketurunannya lemah dan sterilkromosom dan enzim yang diwarisi dari orang tua berbedaciri-ciri spesies menjadi kabur

2. Keragaman Genetik

“tingkat variasi genetik dalam suatu populasi atau spesies”

Pentingnya keragaman genetik Diperlukan untuk beradaptasi dengan kondisi

lingkungan yang terus berubah

Kehilangan keragaman akan mengurangi kemampuan reproduksi dan survival (fitness)

Spesies yang terancam punah

Keragaman genetiknya rendahThreatened species A H Non-endangered species A H

Black rhinoceros 4.2 0.69 African buffalo 8.6 0.73

Mexican wolf 2.7 0.42 Gray wolf 4.5 0.62

Ethiopian wolf 2.4 0.21 Coyote 5.9 0.68

African wild dog 3.5 0.56 Domestic dog 6.4 0.73

Cheetah 3.4 0.39 African lion 4.3 0.66

Mariana crow 1.8 0.16 American crow 6.0 0.68

Mauritius kestrel 1.3 0.12 Lesser kestrel 5.4 0.70

Komodo dragon 4.0 0.31 American alligator 8.3 0.67

0.17

0.25

0.03

0.23

0.44

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Java sparrow Blue chaff inch Black-facedspoonbill

Willow tit Commonrosefinch

Nu

cleo

tid

e d

iver

sity

(%

)

Endangered spp.

3. Fragmentasi dan aliran gen

Fragmentasi populasi mempengaruhi aliran gen antar sub-populasiDampak lanjutan pada: Keragaman genetik Diferensiasi populasi Inbreeding Resiko kepunahan

… tergantung pada faktor-faktor berikut: Jumlah populasi yang terfragmen Distribusi ukuran populasi dalam fragmen Distribusi geografi Jarak antar fragmen Kemampuan dispersi dari spesies tsb. Kondisi matriks lingkungan diantara fragmen dan

pengaruhnya terhadap kemampuan dispersi sp. Waktu sejak terfragmen Laju kepunahan dan rekolonisasi diantara

fragmen

A1 A2

A4A3

A1A2

A2

A1A1

A1

A3

A3A3

A4

A2

Populasi awal

Single largeSeveral small

Several small Single large

Short term, no extinction

Long-term, extinction of some small populations

1

54

3

1

2

A4

4. Genetic drift (hanyutan genetik)

perubahan frekuensi alel dari satu generasi ke generasi berikutnya

A1A2

A1A2A1A2A1A1

A1A2 A2A1A1A3

A1A1

p= 0.5

q= 0.37

r=0.125

p= 0.75

q= 0.25

r=0

p: frekuensi A1; q: frek.A2; r: frek.A3

Menyurutnya Keragaman Genetik

Penurunan heterozigositas untuk setiap generasi

F = 1/2 Ne

Ne = populasi dewasa yang berbiak (pop.efektif)

Ukuran populasi yang efektif (Ne)

Berapa banyak individu yang diperlukan untuk mempertahankan populasi?Aturan 50/500: populasi yang terisolasi memerlukan paling sedikit 50 individu dan kalau bisa mencapai 500 agar keragaman genetik dapat dipertahankan

sulit diterapkan, karna asumsi yang dipakai: semua anggota populasi berpeluang berbiak dan mempunyai keturunan

Ukuran populasi yang efektif (Ne)

Fakta: tidak semua dapat menghasilkan keturunan

penyebab: umur,

kesehatan, mandul, malnutrisi, ukuran kecil,

struktur sosial EPS (Ne) < N

resiko kehilangan keragaman genetik masih dapat dijumpai pada populasi berukuran besar

Kondisi pendukung (1)

Perbandingan jumlah jantan dan Perbandingan jumlah jantan dan betina tidak seimbangbetina tidak seimbang

4Nm.Nf Ne =

Nm + Nf(Nm = jumlah jantan yang berbiak; Nf = jumlah betina

yang berbiak)

Kondisi pendukung (2)

Variasi luaran reproduksiVariasi luaran reproduksiterutama berlaku pada tumbuhanadanya kemampuan yang berbeda pada tiap individubeberapa individu dari generasi kini akan menyumbang gene pool generasi berikut secara tidak proposional (berlebih atau sebaliknya)

Kondisi pendukung (3)

Perubahan dan efek penciutan populasiPerubahan dan efek penciutan populasiKejadian perubahan drastis ukuran populasi dari satu generasi ke genenerasi berikutnya pada beberapa spesies. Penurunan tajam akan menurunkan NeFenomena population bottleneck ini akan menurunkan kemampuan hidup anggota populasi, karena hilangnya alel-alel langka dan menurunnya heterozigositas

Founder effect terjadi pada populasi baru yang memisahkan dari populasi besarnya, keanekaragaman genetiknya lebih kecil. Contoh: Singa di kawah Ngoro-ngoro (Tanzania)

Kasus Singa di Ngoro-ngoro

Populasi awal: 60-75 individuTh. 1962 ledakan populasi lalat mengakibatkan pop. Singa tinggal 9 betina dan 1 jantanth. 1964 penambahan 7 jantanAda peningkatan populasi menjadi 75-125 ekorNamun terjadi penciutan genetik, abnormalitas sperma yang tinggi