In den frühen 1950er Jahren wurde H.B.D. Kettlewell, ein englischer Arzt mit Interesse an Schmetterling und Motten sammeln, beschlossen, die ungeklärten Farbvariationen der Pfeffermotte zu untersuchen.
Kettlewell wollte einen Trend verstehen, den Wissenschaftler und Naturforscher seit dem frühen neunzehnten Jahrhundert festgestellt hatten. Dieser Trend, der in den Industriegebieten Großbritanniens beobachtet wurde, zeigte einmal eine Mottenpopulation hauptsächlich bestehend aus hellen, grau gefärbten Individuen - die jetzt hauptsächlich aus dunkelgrau bestanden Einzelpersonen. H.B.D. Kettlewell war fasziniert: Warum hatte diese Farbvariation in der Mottenpopulation stattgefunden? Warum waren dunkelgraue Motten nur in Industriegebieten häufiger, während sie hellgrau waren? Motten waren in ländlichen Gebieten noch vorherrschend? Was bedeuten diese Beobachtungen?
Warum ist diese Farbabweichung aufgetreten?
Um diese erste Frage zu beantworten, entwarf Kettlewell mehrere Experimente. Er stellte die Hypothese auf, dass etwas in den Industrieregionen Großbritanniens es den dunkelgrauen Motten ermöglicht hatte, erfolgreicher zu sein als die hellgrauen Individuen. Durch seine Untersuchungen stellte Kettlewell fest, dass dunkelgraue Motten eine größere Fitness hatten (was bedeutet, dass sie am produzierten) Durchschnittlich mehr überlebende Nachkommen) in den Industriegebieten als hellgraue Motten (die im Durchschnitt weniger überlebende Nachkommen hervorbrachten Nachwuchs). H.B.D. Kettlewells Experimente zeigten, dass die dunkelgrauen Motten durch eine bessere Eingliederung in ihren Lebensraum besser in der Lage waren, Raubtieren durch Vögel zu entgehen. Die hellgrauen Motten hingegen waren für Vögel leichter zu sehen und zu fangen.
Dunkelgraue Motten, angepasst an den industriellen Lebensraum
Einmal H.B.D. Kettlewell hatte seine Experimente abgeschlossen, die Frage blieb: Was hatte das verändert? Mottenlebensraum in Industrieregionen, die es den dunkleren Individuen ermöglichten, sich in ihre Umgebung einzufügen besser? Um diese Frage zu beantworten, können wir auf die Geschichte Großbritanniens zurückblicken. In den frühen 1700er Jahren wurde die Stadt London mit ihren gut entwickelten Eigentumsrechten, Patentgesetzen und ihrer stabilen Regierung zum Geburtsort der Industrielle Revolution.
Fortschritte in der Eisenproduktion, der Herstellung von Dampfmaschinen und der Textilproduktion katalysierten viele soziale und wirtschaftliche Veränderungen, die weit über die Stadtgrenzen Londons hinausgingen. Diese Veränderungen veränderten die Art der überwiegend landwirtschaftlichen Arbeitskräfte. Großbritanniens reichliche Kohleversorgung lieferte die Energieressourcen, die für die schnell wachsende Metall-, Glas-, Keramik- und Brauindustrie benötigt wurden. weil Kohle ist keine saubere Energiequelle, deren Verbrennung große Mengen freigesetzt hat Ruß in Londons Luft. Der Ruß setzte sich als schwarzer Film auf Gebäuden, Häusern und sogar Bäumen ab.
Inmitten der neu industrialisierten Umgebung Londons befand sich die Pfeffermotte in einem schwierigen Überlebenskampf. Ruß bedeckte und schwärzte die Baumstämme in der ganzen Stadt, tötete Flechten, die auf der Rinde wuchsen, und verwandelte Baumstämme von einem hellgrau gesprenkelten Muster in einen stumpfen, schwarzen Film. Die hellgrauen Motten mit Pfeffermuster, die sich einst in die mit Flechten bedeckte Rinde mischten, waren jetzt ein leichtes Ziel für Vögel und andere hungrige Raubtiere.
Ein Fall natürlicher Auslese
Die Theorie von natürliche Selektion schlägt einen Mechanismus für die Evolution vor und gibt uns eine Möglichkeit, die Variationen, die wir in lebenden Organismen sehen, und die Veränderungen im Fossilienbestand zu erklären. Natürliche Selektionsprozesse können auf eine Population einwirken, um entweder die genetische Vielfalt zu verringern oder zu erhöhen. Zu den Arten der natürlichen Selektion (auch als Selektionsstrategien bezeichnet), die die genetische Vielfalt verringern, gehören: Stabilisierung der Selektion und gerichtete Selektion.
Die Selektionsstrategien, die die genetische Vielfalt erhöhen, umfassen die Diversifizierung der Selektion, die frequenzabhängige Selektion und die Ausgewogenheit der Selektion. Die oben beschriebene Fallstudie zu Pfeffermotten ist ein Beispiel für die Richtungsauswahl: die Häufigkeit von Farbvarianten ändert sich dramatisch in die eine oder andere Richtung (heller oder dunkler) als Reaktion auf den vorherrschenden Lebensraum Bedingungen.