 |
| The first proposed nucleotide substitution model, Jukes-Cantor one-parameter model (JC69) |
Hmm...lama tidak menulis karena menggalau ria, tapi sebenarnya ya
juga bingung apa yang mau digalaukan. Yasudalar, yang penting sekarang
Chef Victor kembali meramaikan notes lagi dengan tulisannya yang sedikit
menggugah mimpi buruk. Oke, kali ini saia akan mencoba berbagi pikiran
mengenai evolusi dan filogeni. Santai saja lar, karena saia tidak akan
membahas pertanyaan klasik itu -- apakah manusia berasal dari kera? So,
mari kita mulai....*tuing..tuing..tuing*
Kita mulai
dengan sebuah definisi. Well evolusi merupakan proses perubahan -- ya
seringkas dan sebatas itu saja pendefisiannya. Kelanjutan dari definisi
ini kemudian berkembang lagi menjadi tiga pertanyaan berikutnya, yakni:
(1) apa yang berubah, (2) bagaimana perubahan terjadi, dan (3) mengapa
perlu berubah? Evolusi itu sebenarnya mencakup semua hal yang ada di
dunia ini, karena jelas apapun pasti berubah. Namun disini saia
menekankan pada evolusi organisme, ya mahluk hidup. Perubahan pada
mahluk hidup pun bermacam-macam, dimulai dari yang paling mendasar yakni
susunan struktur molekul yang terdapat pada DNA hingga pada struktur,
fungsi, dan prilaku dari mahluk hidup tersebut. Kemudian bagaimana
perubahan itu berlangsung bergantung pada dua faktor, yakni faktor
internal dan faktor eksternal. Faktor internal adalah mutasi dan faktor
eksternal meliputi seleksi alam, ukuran populasi, serta interaksi intra-
maupun antar populasi. Selanjutnya, mengapa perlu berevolusi?
jawabannya sesederhana menjawab pertanyaan "mengapa kita perlu makan?".
Ya itu, untuk hidup. Evolusi merupakan cara mahluk hidup untuk dapat
terus hidup dan menghasilkan keturunan yang juga dapat bertahan hidup,
seperti salah satu kalimat terkenalnya Mbah Darwin "survival of the
fittest".
Nah setelah tulisan singkat mengenai evolusi
ini, lantas apa hubungannya dengan filogeni? Izinkan saia mengutip
kalimat dari buku Campbell's Biology mengenai kaitan keduanya. Apabila
evolusi itu menggambarkan bagaimana prosesnya, maka filogeni itu
menggambarkan pola perubahannya. Itu artinya filogeni sama seperti
mempelajari sejarah biologi. Rangkaian cerita dalam filogeni dapat
diperoleh dari penggalan sejarah yang ditinggalkan oleh mahluk hidup
dari waktu ke waktu yang disebut dengan fosil. Dengan demikian kita bisa
memperoleh rangkaian cerita evolusi suatu mahluk hidup dari waktu ke
waktu hingga ke turunannya yang masih hidup sekarang ini.
Penggalan-penggalan sejarah yang digabungkan satu sama lain ternyata
memberikan pola seperti pohon. Hal itu berarti bahwa suatu mahluk hidup
tidak berevolusi secara sendiri-sendiri melainkan pada suatu titik
tertentu mereka berbagi leluhur dengan mahluk hidup lain, persis seperti
kakak adik yang memiliki orang tua yang sama. Nah dari sanalah gambaran
filogeni yang seperti pohon itu mendapatkan namanya "Phylogenetic Tree
of Life".
Hingga saat ini proses penjabaran evolusi dan
prediksi filogeni suatu mahluk cukup dimungkinkan dengan keberadaan
fosil. Kenapa fosil bisa bertahan melalui waktu yang begitu lama hingga
jutaan tahun? yaa karena fosil itu barang keras, sehingga relatif awet
ketika tertimbun dalam lapisan bumi. Tapi lantas bagaimana menggambarkan
filogeni dari suatu mahluk hidup yang tidak ada fosilnya? Gak usa
jauh-jauh deh, sekarang bagaimana membuat filogeni bakteri dari awal
kehidupan sampai sekarang?
Dengan perkembangan biologi
molekular dan bioinformatika sekarang ini, hal itu menjadi mungkin. Hal
ini disebabkan oleh penemuan bahwa rekam jejak evolusi mahluk hidup
tersimpan dalam DNA-nya. Pola DNA ini yang kemudian diwariskan secara
turun-menurun hingga ke keturunannya yang sekarang ini kita jumpai, dan
pastinya dalam keadaan hidup. Pembandingan urutan DNA antar mahluk hidup
dengan berbagai algoritme statistika memungkinkan kita untuk
mereka-reka kembali bagaimana pola evolusi mahluk tersebut. Tahapan
singkat mengenai bagaimana merekonstruksi pohon filogeni berdasarkan
urutan DNA akan saia coba jabarkan secara singkat. Tahapan tersebut
meliputi (1) penjejeran urutan DNA (alignment), (2) rekonstruksi pohon
filogeni, (3) interpretasi dan analisis pohon yang dihasilkan, dan (4)
penarikan simpulan mengenai filogeni tersebut.
Proses
alignment bertujuan untuk mencari kesamaan daerah antar urutan DNA
mahluk hidup yang dibandingkan. Kesamaan daerah ini kemudian diasumsikan
sebagai 'homolog', yakni daerah yang diyakini merupakan warisan dari
leluruh bersama mereka. Kemudian, dari hasil alignment tersebut dibuat
menjadi pohon filogeni dengan konsep, asumsi, dan perhitungan tertentu
yang tentu saja....sangat statistik!! Saat ini ada berbagai macam
program rekonstruksi pohon filogenetik seperti PHYLIP, MEGA, HyPhy, Tree
Puzzle, IQPNNI, MrBayes, CLUSTAL, PAUP*, RDP, dll masing-masing dengan
kelebihan dan kekurangannya sendiri. Oh satu hal yang perlu diingat --
sampai sekarang ini (27 Apr 2012) program-program tersebut masih gratis
lohh!! Setelah pohon yang kita inginkan itu terjadi, tentu saja kita
senang. Horeee!! pohonnya muncul!! Namun permasalahan klasik pun muncul,
yakni pesan moral apa yang terkandung dibalik gambar pohon tersebut?
Nah disini kemampuan kita dalam menganalisis kaitan antara urutan DNA,
dasar algoritme program, dan latar belakang mengenai mahluk hidup yang
dipakai dalam pembuatan pohon pun diuji. Membuat pohon itu satu hal,
tetapi menjabarkan pohon itu hal yang lain lagi.
Pada
akhirnya setelah menganalisis sana-sini, sampai juga kita pada tahap
terakhir yakni penarika simpulan. Pada tahap ini ada satu hal yang perlu
diingat dengan baik. Semua filogeni entah itu berasal dari data
molekular maupun data fosil adalah bersifat hipotetikal alias prediksi.
Hal itu disebabkan karena kita tidak mungkin mengulang kembali ke masa
lalu dan sifat dari penggambaran filogeni yang kita lakukan adalah
berbasis pada sampling. Kita merekonstruksi sesosok mahluk berdasarkan
struktur tulang dan keadaan lingkungan pada saat itu, namun kita tidak
pernah tahu bagaimana sebenarnya keseluruhan mahluk tersebut.
Penggambarannya hanyalah bersifat prediktif berdasarkan sampel fosil
yang ada. Hal yang sama juga berlaku pada filogeni molekular (DNA, RNA,
atau protein), yang bisa dengan kasar saia menyebut kita memprediksi
suatu mahluk berdasarkan materi genetiknya.
Yahh kurang
lebih sampai disini dulu materinya. Semoga teman-teman pembaca menjadi
lebih mengerti bahwa evolusi dan filogeni itu tidak sekedar (atau malah
bukan sama sekali) kera --> manusia....heheheh
Regards,
Victor Apriel
Tidak ada komentar:
Posting Komentar