倫敦的辣椒蛾

在20世紀(jì)50年代早期,對(duì)蝴蝶和蛾收集感興趣的英國(guó)醫(yī)生H.B.D.Kettlewell決定研究辣椒蛾無法解釋的顏色變化。

Kettlewell想了解自十九世紀(jì)初以來科學(xué)家和博物學(xué)家所注意到的趨勢(shì)。在英國(guó)工業(yè)化地區(qū)觀察到的這種趨勢(shì)顯示,曾經(jīng)主要由淺灰色個(gè)體組成的辣椒蛾種群現(xiàn)在主要由深灰色個(gè)體組成。H、 B.D.Kettlewell很有趣:為什么這種顏色變化發(fā)生在蛾類種群中?為什么深灰色飛蛾只在工業(yè)區(qū)更常見,而淺灰色飛蛾在農(nóng)村地區(qū)仍然占主導(dǎo)地位?這些觀察意味著什么?

為什么會(huì)出現(xiàn)這種顏色變化?

為了回答第一個(gè)問題,Kettlewell開始設(shè)計(jì)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。他假設(shè)英國(guó)和39個(gè)工業(yè)區(qū)的某些東西使得深灰色飛蛾比淺灰色飛蛾更成功。通過他的調(diào)查,Kettlewell確定深灰色飛蛾在工業(yè)區(qū)比淺灰色飛蛾(平均而言,它們產(chǎn)生的后代更少)具有更高的適應(yīng)性(意味著它們平均產(chǎn)生更多存活的后代)。H、 B.D.Kettlewell's實(shí)驗(yàn)表明,通過更好地融入棲息地,深灰色蛾更能夠避免鳥類捕食。另一方面,淺灰色的飛蛾更容易讓鳥類看到和捕捉。

適應(yīng)工業(yè)棲息地的深灰色飛蛾

一旦H.B.D.Kettlewell完成了他的實(shí)驗(yàn),問題仍然存在:是什么改變了工業(yè)區(qū)的蛾'棲息地,使深色個(gè)體能夠更好地融入周圍環(huán)境?要回答這個(gè)問題,我們可以回顧英國(guó)'的歷史。在早期1700年代,倫敦市以其發(fā)達(dá)的產(chǎn)權(quán),專利法和穩(wěn)定的政府成為工業(yè)革命的誕生地。

鐵生產(chǎn),蒸汽機(jī)制造和紡織生產(chǎn)的進(jìn)步推動(dòng)了許多社會(huì)和經(jīng)濟(jì)變化,這些變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了倫敦和39城市的限制。這些變化改變了主要是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的性質(zhì)。英國(guó)'豐富的煤炭供應(yīng)為快速增長(zhǎng)的金屬加工,玻璃,陶瓷和釀造業(yè)提供了所需的能源。由于煤炭不幼兒飲食健康小常識(shí)是清潔能源,其燃燒將大量煙塵釋放到倫敦's空氣中。煙塵在建筑物,家庭甚至樹木上沉積為黑色薄膜。

在倫敦新工業(yè)化環(huán)境中,辣椒蛾發(fā)現(xiàn)自己難以生存。煙灰使整個(gè)城市的樹木樹干變黑并變黑,殺死了樹皮上生長(zhǎng)的地衣,并將樹干從淺灰色斑點(diǎn)圖案變成了暗淡的黑色薄膜。淺灰色,胡椒圖案的飛蛾一旦融入地衣覆蓋的樹皮,現(xiàn)在就成為鳥類和其他饑餓食肉動(dòng)物的簡(jiǎn)單目標(biāo)。

自然選擇的情況

自然選擇理論提出了一種進(jìn)化機(jī)制,并為我們提供了一種解釋我們?cè)谏矬w中看到的變化和化石記錄中明顯變化的方法。自然選擇過程可以作用于種群,以減少遺傳多樣性或增加它。減少遺傳多樣性的自然選擇類型(也稱為選擇策略)包括:穩(wěn)定選擇和定向選擇。

增加遺傳多樣性的選擇策略包括選擇多樣化,頻率依賴選擇和平衡選擇。上述辣椒蛾案例研究是方向選擇的例子:顏色品種的頻率在一個(gè)方向或另一個(gè)方向(較淺或較暗)響應(yīng)于主要的棲息地條件而顯著變化。