Diposting Selasa, 28 September 2010 jam 7:32 am oleh Gun HS

Kompleksitas Tidak Terlalu Membebani Organisme untuk Beradaptasi

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Selasa, 28 September 2010 -


Semakin kompleks hewan atau tanaman, semakin sulit ia harus beradaptasi terhadap perubahan lingkungan. Itulah pepatah teori evolusi sejak ahli biologi Ronald Fisher mengemukakan idenya pada tahun 1930.

Tetapi jika prinsip itu benar, bagaimana Anda menjelaskan semua organisme kompleks yang beradaptasi dengan baik,  — dari anggrek ke burung punjung hingga manusia — di dunia ini?

Ini teka-teki “beban kompleksitas” bagi para ahli biologi dan menawarkan amunisi bagi para pendukung intelligent design, yang mengatakan bahwa kerumitan bisa muncul hanya melalui upaya suatu desainer ilahi, bukan melalui seleksi alam.

Sebuah analisis baru oleh Jianzhi “George” Zhang beserta rekan kerjanya di Universitas Michigan dan Institut Penelitian Kesehatan Nasional Taiwan mengungkapkan kelemahan dalam model-model dari gagasan beban kompleksitas yang ada, dan menunjukkan bahwa kompleksitas justru dapat berkembang melalui proses evolusi. Bahkan, penelitiannya menunjukkan, kompleksitas dalam jumlah sedang merupakan tingkat yang terbaik bagi organisme beradaptasi terhadap perubahan lingkungan. Temuan ini akan dipublikasikan secara online di Proceedings of the National Academy of Sciences selama seminggu dari tanggal 27 September.

Penelitiannya difokuskan pada fenomena genetik yang disebut pleiotropy, di mana satu gen mempengaruhi lebih dari satu sifat. Contoh pleiotropy sangat dikenal di beberapa penyakit tertentu, dan efeknya juga telah terdokumentasi di dalam hewan-hewan percobaan seperti lalat buah. Para ahli biologi juga mengakui pentingnya genetik ini dalam proses pengembangan, penuaan dan banyak lagi proses evolusi. Bagaimanapun juga, pleiotropy sulit untuk diukur, dan pola umumnya kurang bisa dipahami, kata Zhang, seorang profesor ekologi dan biologi evolusi.

Meskipun demikian, para ilmuwan telah mengembangkan model matematika untuk fenomena tersebut, berdasarkan asumsi tertentu, dan telah membuat prediksi dari hasil model-modelnya. Zhang beserta rekan kerja memutuskan untuk menguji asumsi terhadap pengamatan kehidupan nyata dengan menganalisis beberapa database besar berisi katalog efek mutasi genetik khusus tentang sifat pada organisme model (ragi, cacing bulat dan tikus). Setiap set data termasuk ratusan hingga ribuan gen serta puluhan hingga ratusan sifat.

Secara sederhana, model matematika pada pleiotropy memiliki asumsi bahwa semua gen dalam organisme mempengaruhi semua sifat hingga batas tertentu. Namun kelompok Zhang menemukan bahwa kebanyakan gen hanya mempengaruhi sejumlah kecil sifat, sedangkan gen yang relatif sedikit mempengaruhi sejumlah besar sifat.

Terlebih lagi, mereka menemukan sebuah pola “modular” pada organisasi, dengan gen dan sifat-sifat dikelompokkan ke dalam beberapa set. Gen dalam sebuah set tertentu mempengaruhi sekelompok sifat, tapi bukan sifat dalam kelompok lain.

Selain itu, para peneliti mempelajari bahwa semakin banyak sifat mempengaruhi suatu gen, semakin kuat pengaruhnya terhadap masing-masing sifat.

Semua penemuan ini menantang asumsi yang mendasari model matematika klasik, yang menunjukkan bahwa kompleksitas adalah menjadi penghalang.

Ketika Fisher pertama kali menulis tentang beban kompleksitas, ia berpendapat bahwa mutasi acak — yang, bersama dengan seleksi alam, evolusi dikendalikan — lebih mungkin menguntungkan organisme sederhana daripada organisme kompleks.

“Bayangkan sebuah palu dan mikroskop,” kata Zhang. “Salah satunya adalah kompleks, dan yang satu lagi adalah sederhana. Jika Anda mengubah panjang komponen sistemnya hanya satu inci, misalnya, Anda akan lebih mudah memecahkan mikroskop daripada palu.”

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada tahun 2000, ahli genetika evolusi, H. Allen Orr dari Rochester, muncul dengan alasan tambahan untuk beban kompleksitas. Berdasarkan modelnya, bahkan jika mutasi menguntungkan suatu organisme kompleks, itu tidak mungkin menyebar ke seluruh populasi dan menjadi “tetap”. Dan bahkan jika tidak demikian, keuntungan dari mutasi mungkin akan kecil.

Dengan menggabungkan representasi yang lebih realistis dari pleiotropy, analisis Zhang menemukan kebalikan dari argumen Orr. Meskipun pengamatan Fisher masih bertahan, membalikkan pernyataan Orr meminimalkan dampaknya, dengan demikian mengurangi beban kompleksitas.

Lebih lanjut, analisis menunjukkan bahwa kemampuan organisme untuk beradaptasi adalah tertinggi pada tingkat kompleksitas menengah. “Ini berarti organisme sederhana bukan yang terbaik, dan organisme yang sangat kompleks bukan pula yang terbaik, dan beberapa tingkat menengah kompleksitas adalah yang terbaik dalam hal tingkat adaptasi,” kata Zhang.

Temuan baru ini membantu biologi evolusi menyanggah kritikan-kritikan dari pendukung  intelligent design, kata Zhang. “Evolusi dari kompleksitas merupakan satu hal yang sering menjadi sasaran mereka. Diakui, ada beberapa kesulitan teoritis dalam menjelaskan evolusi kompleksitas dikarenakan gagasan beban kompleksitas tersebut, tapi dengan temuan kami ini, kesulitan-kesulitan itu sekarang hilang.”

Sumber: physorg.com
Informasi lebih lanjut:
Proceedings of the National Academy of Sciences: http://www.pnas.org/

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.