Aliran gen

Dalam genetika populasi, aliran gen (juga dikenal sebagai migrasi gen atau aliran alel) merupakan perpindahan materi genetik dari satu populasi ke populasi lainnya. Ketika aliran gen terjadi pada tingkat yang signifikan, hal ini dapat menyebabkan kedua populasi memiliki frekuensi alel yang sama, yang secara efektif memperlakukan mereka sebagai satu populasi yang kohesif. Telah ditemukan bahwa hanya dengan memiliki satu individu yang berpindah antar kelompok setiap generasi dapat menjaga kelompok-kelompok tersebut agar tidak menjadi terlalu berbeda karena perubahan acak pada gen. Bahkan jika kelompok-kelompok tersebut berbagi gen, seleksi alam yang kuat masih dapat membuat mereka berbeda satu sama lain.^[1]

Aliran gen sangat penting karena membantu mencampur gen-gen dalam kelompok makhluk yang berbeda, membuat mereka lebih mirip. Ketika aliran gen tinggi, hal ini dapat membuat perbedaan genetik antara dua kelompok menjadi lebih kecil, membuat mereka lebih mirip. Oleh karena itu, aliran gen diyakini dapat menghentikan pembentukan spesies baru (spesiasi) dan mencegah kelompok-kelompok tersebut menyebar ke tempat baru dengan memadukan gen-gen mereka. Hal ini membuat mereka tidak dapat mengembangkan sifat genetik unik yang dapat membantu mereka beradaptasi dengan lingkungannya.^[2] Dalam beberapa kasus, ketika makhluk hidup berpindah dan mencampurkan gen mereka dengan yang lain, hal ini dapat menambah sifat genetik baru dan berguna bagi seluruh populasi.^[3] Imigrasi juga dapat menyebabkan penambahan varian genetika baru ke dalam lungkang gen spesies atau populasi tertentu yang telah ada.

Terdapat sejumlah faktor-faktor yang memengaruhi aliran gen antara populasi-populasi yang berbeda. Salah satu faktor yang paling signifikan adalah mobilitas. Semakin besar mobilitas suatu individu, semakin besar potensi migrasi individu tersebut.^[4] Hewan cenderung lebih mudah berpindah daripada tumbuhan, walaupun serbuk sari dan biji dapat diangkut oleh hewan atau angin ke lokasi yang sangat jauh.

Hambatan terhadap aliran gen

Spesiasi allopatrik

Ketika ada penghalang fisik yang mencegah gen berpindah di antara populasi yang berbeda dari spesies yang sama, hal ini dapat menyebabkan proses yang disebut spesiasi Allopatrik.^[5] Penghalang ini bisa bersifat alami, seperti gunung, lautan, atau gurun yang tidak mungkin diseberangi. Terkadang, penghalang ini dapat berupa buatan manusia, seperti Tembok Besar Cina, yang telah menghentikan aliran gen di antara populasi tanaman asli.

Sebagai contoh, ada tanaman bernama Ulmus pumila yang tumbuh di salah satu sisi Tembok Besar Cina, dan tanaman lain seperti Vitex negundo, Ziziphus jujuba, Heteropappus hispidus, dan Prunus armeniaca tumbuh di sisi yang berlawanan. Perbedaan utamanya adalah Ulmus pumila mengandalkan angin untuk penyerbukan, sementara tanaman lainnya menggunakan serangga. Karena itu, Ulmus pumila tidak mencampur gennya dengan tanaman lain, dan akibatnya, mereka mengembangkan perbedaan genetik dari waktu ke waktu.

Spesiasi simpatrik

Hambatan untuk aliran gen tidak selalu harus bersifat fisik. Spesiasi simpatrik terjadi ketika spesies baru berkembang dalam rentang geografis yang sama dengan nenek moyang mereka. Hal ini biasanya terjadi karena adanya penghalang reproduksi. Contohnya, di Pulau Lord Howe, dua spesies palem yang disebut Howea ditemukan memiliki waktu berbunga yang berbeda, yang terkait dengan preferensi tanah mereka. Perbedaan waktu ini menghalangi mereka untuk melakukan perkawinan silang dan pertukaran gen.^[6]

Terkadang, bahkan ketika spesies hidup di lingkungan yang sama, aliran gen mereka dapat dibatasi karena berbagai faktor seperti hambatan reproduksi, fragmentasi habitat, penyerbuk khusus, atau ketidakmampuan hibrida untuk bertahan hidup dan berkembang biak.^[5] Spesies samar adalah spesies yang berbeda secara genetik namun terlihat sama secara kasat mata. Selain itu, ketika gen mengalir antara populasi hibrida dan liar, hal ini dapat menyebabkan hilangnya keanekaragaman genetik melalui kontaminasi genetik, perkawinan selektif, dan perkembangbiakan antara individu dari kelompok yang berbeda. Pada populasi manusia, perbedaan genetik juga dapat muncul dari endogami karena faktor-faktor seperti kasta, etnis, praktik budaya, dan agama.

Aliran gen yang dibantu oleh manusia

Penyelamatan genetik

Aliran gen dapat digunakan untuk membantu spesies yang terancam punah. Ketika sebuah spesies berada dalam populasi kecil, ada risiko yang lebih tinggi untuk terjadinya perkawinan sedarah dan kerentanan yang lebih besar untuk kehilangan keanekaragaman karena perubahan genetik secara acak. Populasi kecil ini dapat memperoleh manfaat besar dari memperkenalkan individu yang tidak berkerabat dekat, karena pendatang baru ini dapat meningkatkan keanekaragaman genetik, mengurangi efek negatif dari perkawinan sedarah, dan berpotensi meningkatkan ukuran populasi secara keseluruhan.^[7] Hal ini telah dibuktikan dalam percobaan laboratorium menggunakan dua strain Drosophila melanogaster yang mengalami hambatan. Perkawinan silang antara dua populasi ini membalikkan efek berbahaya dari perkawinan sedarah dan meningkatkan peluang bertahan hidup, tidak hanya dalam satu generasi tetapi juga pada generasi berikutnya.^[8]