倫敦的辣椒蛾
在20世紀50年代早期,對蝴蝶和蛾收集感興趣的英國醫(yī)生H.B.D.Kettlewell決定研究辣椒蛾無法解釋的顏色變化。
Kettlewell想了解自十九世紀初以來科學家和博物學家所注意到的趨勢。在英國工業(yè)化地區(qū)觀察到的這種趨勢顯示,曾經(jīng)主要由淺灰色個體組成的辣椒蛾種群現(xiàn)在主要由深灰色個體組成。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)仍然占主導地位?這些觀察意味著什么?
為什么會出現(xiàn)這種顏色變化?
為了回答第一個問題,Kettlewell開始設(shè)計幾個實驗。他假設(shè)英國和39個工業(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實驗表明,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完成了他的實驗,問題仍然存在:是什么改變了工業(yè)區(qū)的蛾'棲息地,使深色個體能夠更好地融入周圍環(huán)境?要回答這個問題,我們可以回顧英國'的歷史。在早期1700年代,倫敦市以其發(fā)達的產(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),蒸汽機制造和紡織生產(chǎn)的進步推動了許多社會和經(jīng)濟變化,這些變化遠遠超出了倫敦和39城市的限制。這些變化改變了主要是農(nóng)業(yè)勞動力的性質(zhì)。英國'豐富的煤炭供應(yīng)為快速增長的金屬加工,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。煙灰使整個城市的樹木樹干變黑并變黑,殺死了樹皮上生長的地衣,并將樹干從淺灰色斑點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物的簡單目標。
自然選擇的情況
自然選擇理論提出了一種進化機制,并為我們提供了一種解釋我們在生物體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方向或另一個方向(較淺或較暗)響應(yīng)于主要的棲息地條件而顯著變化。