Ученые пересмотрели и подтвердили один из самых известных примеров эволюции в действии из учебников.
Они показали, что различия в выживании светлых и темных форм плодожорки (Biston betularia) объясняются тем, насколько хорошо бабочки маскируются для птиц в чистых и загрязненных лесах.
«Промышленный меланизм» - преобладание более темных разновидностей животных в загрязненных районах - и перцовая моль послужили важным ранним примером, подтверждающим теорию эволюции Дарвина путем естественного отбора, и стали полем битвы между биологами-эволюционистами и креационистами за десятилетия.
Обыкновенная бледная форма мотылька маскируется под лишайник, растущий на коре дерева. Во время промышленной революции, когда загрязнение уничтожило лишайник, а кора потемнела от сажи, в Великобритании появилась форма с более темными крыльями.
Позже законодательство о чистом воздухе снизило уровень сажи и позволило лишайникам восстановиться, что привело к возрождению бледноперцевой моли.
Пример был хорошо подтвержден многими исследованиями, но никто никогда не проверял, насколько хорошо мотыльки маскируются для зрения своих основных хищников - птиц - и как их маскировка напрямую влияет на выживание.
Теперь ученые из Университета Эксетера показали, что для зрения птиц бледные мотыльки действительно лучше маскируются на фоне покрытых лишайником деревьев, чем темные мотыльки, что снижает вероятность того, что бледные мотыльки будут съедены птицами в незагрязненных лесах. и давая им эволюционное преимущество.
«Это один из самых знаковых примеров эволюции, который используется в учебниках биологии по всему миру, но подвергается яростным нападкам со стороны креационистов, стремящихся дискредитировать эволюцию», - сказал профессор Мартин Стивенс из Центра экологии и охраны природы на Кампус Пенрин Эксетерского университета в Корнуолле.
Примечательно, что ни одно из предыдущих исследований не определяло количественную оценку камуфляжа перцовой бабочки и не связывало это с выживанием против хищников в контролируемых экспериментах.
Используя анализ цифровых изображений для имитации зрения птиц и полевые эксперименты в британских лесах, мы сравнили, насколько легко птицы видят светлых и темных мотыльков, и в конечном итоге определили риск нападения хищников.
"Наши результаты подтверждают традиционную версию, выдвинутую ранними биологами-эволюционистами, о том, что изменения в частоте встречаемости темных и светлых мотыльков были вызваны изменениями в загрязнении и маскировке."
Большинство птиц могут воспринимать ультрафиолетовый свет - невидимый для человеческого глаза - и видеть больший диапазон цветов, чем люди, и ученые из Эксетера проанализировали, насколько хорошо бледные и темные мотыльки соответствуют покрытой лишайником и простой коре дерева, как это видно птицы.
Для этого они использовали музейные экземпляры, в том числе из коллекций Бернарда Кеттлуэлла, который провел известное исследование эволюции вида в 1950-х годах.
Исследователи также создали искусственных мотыльков, приманили их пищей и наблюдали уровень хищничества в лесах Великобритании, в основном в Корнуолле.
«С точки зрения птицы, бледно-перчатые мотыльки больше похожи на кору, покрытую лишайником, тогда как более темные особи больше похожи на простую кору», - сказала первый автор Оливия Уолтон, которая провела исследование в рамках своей магистерской программы. Эксетер.
"Крайне важно, что это дает сильное преимущество в выживании; дикие птицы гораздо реже видят более светлых мотыльков на фоне, покрытом лишайником, по сравнению с темными мотыльками."
В эксперименте с использованием искусственных мотыльков более легкие модели имели на 21% больше шансов «выжить» (не быть съеденными птицами).
"Мы предоставили веские прямые доказательства того, что частота форм перцовой бабочки связана с различиями в маскировке и птичьим хищничеством, обеспечивая ключевую поддержку этого культового примера естественного отбора", - сказал профессор Стивенс.
Исследование финансировалось Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам (BBSRC).
Статья, опубликованная в журнале Communications Biology, озаглавлена: «Модели птичьего зрения и полевые эксперименты определяют выживаемость камуфляжа перечной моли».
К птицам, которые чаще всего едят перченую моль, относятся воробьи, большие синицы, лазоревки, малиновки и черные дрозды.