Στις αρχές της δεκαετίας του 1950, ο H.B.D. Kettlewell, ένας αγγλικός γιατρός με ενδιαφέρον πεταλούδα και συλλογή σκώρων, αποφάσισε να μελετήσει τις ανεξήγητες χρωματικές παραλλαγές του σκώρου.
Ο Kettlewell ήθελε να καταλάβει μια τάση που είχε παρατηρηθεί από επιστήμονες και φυσιοδίφες από τις αρχές του 19ου αιώνα. Αυτή η τάση, που παρατηρήθηκε στις βιομηχανικές περιοχές της Βρετανίας, αποκάλυψε έναν πληθυσμό πεσόντων μοσχαριών - μία φορά αποτελούμενο κυρίως από ελαφρά, γκρι χρώματα άτομα - που αποτελούσε πλέον κυρίως σκούρο γκρι τα άτομα. H.B.D. Ο Kettlewell ήταν περίεργος: γιατί έγινε αυτή η χρωματική διακύμανση στον πληθυσμό των σκώρων; Γιατί οι σκούροι γκρίζοι σκώροι πιο συνηθισμένοι μόνο στις βιομηχανικές περιοχές ενώ είναι ανοικτό γκρι σκώροι εξακολουθούσαν να κυριαρχούν στις αγροτικές περιοχές; Τι σημαίνουν αυτές οι παρατηρήσεις;
Γιατί προέκυψε αυτή η διακύμανση χρώματος;
Για να απαντήσει σε αυτή την πρώτη ερώτηση, ο Kettlewell θέλησε να σχεδιάσει διάφορα πειράματα. Υποθέτει ότι κάτι στις βιομηχανικές περιοχές της Βρετανίας επέτρεψε στους πιο σκούρους γκρίζους σκώρους να είναι πιο επιτυχημένοι από τα ανοιχτό γκρι άτομα. Μέσα από τις έρευνές του, ο Kettlewell διαπίστωσε ότι οι σκοτεινοί γκρίζοι σκώροι είχαν μεγαλύτερη φυσική κατάσταση (δηλαδή παρήγαγαν κατά μέσο όρο, περισσότεροι επιβιώσαντες απογόνους) στις βιομηχανικές περιοχές από τους ανοιχτού γκρίζους σκώρους (οι οποίοι, κατά μέσο όρο, παρήγαγαν λιγότερα επιζώντα απόγονος). H.B.D. Τα πειράματα του Kettlewell αποκάλυψαν ότι με την καλύτερη ανάμιξη στο βιότοπό τους, οι σκούροι γκρίζοι σκώροι ήταν πιο ικανοί να αποφύγουν την καταστροφή από τα πουλιά. Οι ανοιχτοκίτρινοι σκώροι, από την άλλη πλευρά, ήταν ευκολότερο για τα πουλιά να το δουν και να συλλάβουν.
Σκούροι γκρίζοι σκώροι προσαρμοσμένοι στον βιομηχανικό βιότοπο
Μόλις H.B.D. Ο Kettlewell είχε ολοκληρώσει τα πειράματά του, η ερώτηση παρέμεινε: τι ήταν αυτό που είχε αλλάξει το βιότοπο των σπηλαίων σε βιομηχανικές περιοχές, που επέτρεψαν στα άτομα με πιο σκούρα χρώματα να αναμειχθούν στο περιβάλλον τους καλύτερα? Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, μπορούμε να κοιτάξουμε πίσω στην ιστορία της Βρετανίας. Στις αρχές της δεκαετίας του 1700, η πόλη του Λονδίνου - με καλά αναπτυγμένα δικαιώματα ιδιοκτησίας, νόμους περί διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας και σταθερή κυβέρνηση - έγινε η γενέτειρα του Βιομηχανική επανάσταση.
Οι πρόοδοι στην παραγωγή σιδήρου, στην παραγωγή ατμού και στην παραγωγή κλωστοϋφαντουργικών καταλύθηκαν πολλές κοινωνικές και οικονομικές αλλαγές που έφτασαν πολύ πέρα από τα όρια της πόλης του Λονδίνου. Αυτές οι αλλαγές άλλαξαν τη φύση εκείνων που ήταν κατά κύριο λόγο γεωργικό εργατικό δυναμικό. Οι άφθονες προμήθειες άνθρακα της Μεγάλης Βρετανίας παρείχαν τους ενεργειακούς πόρους που απαιτούνται για την τροφοδοσία των ταχέως αναπτυσσόμενων βιομηχανιών μεταλλουργίας, γυαλιού, κεραμικών και ζυθοποιίας. Επειδή κάρβουνο δεν είναι μια καθαρή πηγή ενέργειας, η καύση του απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες αιθάλη στον αέρα του Λονδίνου. Η αιθάλη εγκαταστάθηκε ως μαύρη μεμβράνη σε κτίρια, σπίτια και ακόμη και δέντρα.
Μέσα στο πρόσφατα βιομηχανοποιημένο περιβάλλον του Λονδίνου, ο πεπόνιος σκώρος βρέθηκε σε έναν δύσκολο αγώνα για να επιβιώσει. Η αιθάλη επικαλύφθηκε και μαυρίζει τους κορμούς των δέντρων σε όλη την πόλη, σκοτώνοντας τους λειχήνες που μεγάλωναν πάνω στο φλοιό και μετατρέποντας τους κορμούς των δένδρων από ένα ελαφρώς γκρίζο μοτίβο σε μια θαμπό, μαύρη ταινία. Τα ανοιχτό γκρι, σκωτσέζικα σκώροι που κάποτε είχαν αναμειχθεί με το φλοιό που είχε καλυφθεί με λειχήνες, τώρα ξεχώριζαν ως εύκολους στόχους για πουλιά και άλλα πεινασμένα αρπακτικά ζώα.
Μια περίπτωση φυσικής επιλογής
Η θεωρία του ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗ προτείνει έναν μηχανισμό για την εξέλιξη και μας δίνει έναν τρόπο να εξηγήσουμε τις παραλλαγές που βλέπουμε στους ζωντανούς οργανισμούς και τις αλλαγές που εμφανίζονται στο αρχείο των απολιθωμάτων. Οι διαδικασίες φυσικής επιλογής μπορούν να δράσουν σε έναν πληθυσμό είτε για τη μείωση της γενετικής ποικιλομορφίας είτε για την αύξηση της. Οι τύποι φυσικής επιλογής (γνωστές και ως στρατηγικές επιλογής) που μειώνουν τη γενετική ποικιλομορφία περιλαμβάνουν: σταθεροποίηση της επιλογής και κατευθυντική επιλογή.
Οι στρατηγικές επιλογής που αυξάνουν τη γενετική ποικιλότητα περιλαμβάνουν τη διαφοροποίηση της επιλογής, την επιλογή που εξαρτάται από τη συχνότητα και την επιλογή εξισορρόπησης. Η περιπτωσιολογική μελέτη περίπτωσης πεταλούδας που περιγράφηκε παραπάνω είναι ένα παράδειγμα κατευθυντικής επιλογής: η συχνότητα των ποικιλιών χρώματος αλλάζει δραματικά σε μία ή την άλλη κατεύθυνση (ελαφρύτερα ή πιο σκούρα) ως απάντηση στον κυρίαρχο βιότοπο συνθήκες.