Seleksi alam

Bentuk gelap ngengat berbintik pertama kali ditemukan di Inggris pada 1811, dan selama 150 tahun berikutnya bentuk ini menyebar di hutan-hutan yang tertutup jelaga.

Ngengat berbintik

Ngengat berbintik, Biston betularia, hinggap di batang pohon pada siang hari. Sampai tahun 1800-an, sebagian besar ngengat berbintik di Inggris berwarna terang, berbintik abu-abu dan putih. Bentuk ini disebut typica. Pada 1811 bentuk gelap, carbonaria, ditemukan di Inggris untuk pertama kalinya. Selama 150 tahun berikutnya bentuk gelap menyebar dengan cepat di daerah yang pohon-pohonnya menghitam karena asap pabrik, sedangkan bentuk terang tetap lebih umum di pedesaan yang bersih. Percobaan perkawinan menunjukkan bahwa warnanya ditentukan oleh satu gen, dengan satu alel untuk terang dan satu alel lain untuk gelap.

Pada tahun 1950-an Bernard Kettlewell menguji gagasan bahwa burunglah yang melakukan seleksi. Ia menandai ratusan ngengat terang dan gelap, melepaskannya di hutan, dan dua hari kemudian mencoba menangkapnya lagi dengan perangkap cahaya. Di hutan yang tercemar, proporsi ngengat gelap yang tertangkap kembali lebih besar; di hutan yang bersih, proporsi ngengat teranglah yang lebih besar. Ngengat yang warnanya cocok dengan latar belakangnya lebih jarang dimakan. Pola yang sama, yaitu hewan yang menjadi gelap di tempat tercemar, disebut melanisme industri dan juga terlihat pada spesies lain.

Cara kerja laboratorium

Laboratorium ini memakai kumbang rekaan dengan lima warna, bernomor 0 (pucat) sampai 4 (hitam), di atas kulit pohon yang juga berwarna salah satu dari lima tingkat itu. Pada setiap generasi, setiap kumbang bertahan hidup dengan peluang 1 − tekanan × (selisih ÷ 4). Selisihnya adalah jumlah tingkat warna antara kumbang dan kulit pohon. Pada tekanan 50 persen di atas kulit pohon berjelaga (warna 4), kumbang hitam punya selisih 0 dan selalu bertahan, kumbang sedang (warna 2) bertahan 1 − 0.5 × 2 ÷ 4 = 75 persen, dan kumbang pucat bertahan 50 persen. Kumbang yang selamat lalu berkembang biak sampai jumlahnya kembali 100. Setiap anak kumbang mengikuti warna induknya, kecuali bahwa dengan peluang sebesar laju mutasi warnanya menjadi satu tingkat lebih terang atau lebih gelap. Angka-angka ini rekaan untuk pembelajaran, tetapi logikanya sama dengan pada ngengat.

Cobalah beberapa kali. Dengan tekanan 0, warna tidak berpengaruh dan tidak ada yang mendorong populasi ke arah mana pun. Dengan tekanan 100 persen dan laju mutasi 0, populasi yang tidak punya kumbang dengan warna yang tepat hanya bisa mencapai warna terdekat yang sudah dimilikinya; seleksi hanya dapat memilih dari variasi yang ada. Naikkan sedikit laju mutasi, maka warna baru terus muncul dan populasi bisa bergeser sedikit demi sedikit mendekati warna kulit pohon. Lalu ganti kulit pohon dari berjelaga ke pucat dan lihat seberapa cepat populasi berbalik.

Burung finch dan bakteri

Di Daphne Major, salah satu pulau Galápagos, Peter dan Rosemary Grant beserta rekan-rekannya mengukur burung finch tahun demi tahun. Kedalaman paruh finch tanah sedang bervariasi dan diwariskan. Setelah El Niño membawa hujan lebat, biji kecil yang lunak melimpah, sedangkan biji besar yang keras, makanan burung berparuh besar, menjadi langka. Burung berparuh kecil lebih banyak bertahan hidup dan berkembang biak, dan pada tahun-tahun berikutnya rata-rata ukuran paruh dalam populasi menjadi lebih kecil. Ketika biji besar kembali melimpah mulai 1987, kecenderungan itu berhenti. Tidak ada paruh burung yang berubah selama hidupnya; rata-ratanya berubah karena siapa yang meninggalkan anak.

Bakteri menunjukkan hal yang sama dengan jauh lebih cepat. Ketika antibiotik dipakai, bakteri tanpa gen resistansi mati, sedangkan segelintir bakteri yang memilikinya bertahan dan membelah diri, sehingga populasinya menjadi resistan. Percobaan menunjukkan bahwa antibiotik tidak menyebabkan mutasi resistansi; variasinya sudah ada sebelumnya, sering kali dengan frekuensi rendah. Evolusi juga tidak punya tujuan. Sifat yang cocok hari ini bisa menjadi masalah besok jika lingkungannya berubah, dan seleksi alam hanya menguntungkan apa yang berhasil di tempat dan waktu organisme itu benar-benar hidup. Keberuntungan juga berperan: ngengat yang tersamar sempurna tetap bisa tertimpa dahan yang jatuh. Seleksi adalah soal rata-rata dari banyak individu.