斑纹飞蛾的进化

黑素症的兴衰

欧洲和北美的斑纹飞蛾种群中出现了黑色素。关于黑色素频率的最初上升的信息是很少的。对随后的表型频率下降的了解要多得多，因为它是用捕蛾器测量的。

1811年发现了一种黑斑蛾，这是一种罕见的情况，无疑是由基因突变引起的。到1864年，深色的'carbonaria'形式在曼彻斯特是更常见的形态。到1895年，它在曼彻斯特的频率达到了98%。

从1962年左右到现在，碳酸盐的表型频率一直在稳步下降。由于有了更好的科学研究，它的下降比它的上升得到了更准确的测量。Bernard Kettlewell在1956年进行了一次全国性调查，Bruce Grant在1996年初进行了一次类似的调查，L.M. Cook在2003年进行了调查。

在美国也发现了类似的结果。在日本还没有发现黑色的形式。这可能是因为日本的斑蛾不生活在工业化地区。

捕食实验

1896年，J.W. Tutt提出，碳酸盐的比例增加是由不同的鸟类捕食造成的。这意味着鸟类在黑暗地区捕食更多的浅色飞蛾，而在明亮地区捕食更多的深色飞蛾。已经进行了各种关于捕食斑纹夜蛾的实验，每个实验都支持这一假设。

最著名的关于斑纹飞蛾的实验是由伯纳德-凯特威尔在E.B.福特的监督下进行的。在Kettlewell的一个实验中，飞蛾被释放到一个大的（18米乘6米）鸟舍，在那里它们被大山雀（Parus major）喂养。1953年，Kettlewell在伯明翰的Cadbury自然保护区进行实验。他对有标记的飞蛾进行了标记、释放和重新捕获。他发现，在受污染的林地中，有更多的typica形态被捕获。这表明黑色的表型对斑纹飞蛾在这种栖息地的生存很重要。Kettlewell于1955年在多塞特的一个未受污染的林地重复了这个实验，并在伯明翰的受污染的林地再次重复了这个实验。陪同他的是Niko Tinbergen，他们为此拍了一部电影。其他人的进一步研究发现了类似的结果。最后，在1996年，大西洋两岸的工作都发现了黑色素频率的变化与污染水平之间的关联。

生物学的现场实验总是有一些人为因素，但这必须与实用性和成本相平衡。最重要的方面是，实验要提供有用的信息。以前唯一的这种类型的实验是R.A.Fisher和E.B.Ford对猩红虎斑蛾的实验。

后来的实验

2000年，Majerus制定了进一步实验的计划。在2001-2007年在剑桥进行的主要实验中，Majerus增加了一个实验，以寻找蝙蝠捕食是否可能使结果出现偏差--这发现蝙蝠对两种形式的飞蛾都有同样的捕食。他观察到一些鸟类在捕食飞蛾。总的数据使他得出结论，不同的鸟类捕食是造成研究期间剑桥的碳铃虫频率比typica下降的一个主要因素。他把他的结果描述为对斑蛾故事的完全平反，并说："如果斑蛾的兴衰是达尔文进化论最直观的影响和最容易理解的例子之一，它应该被教授。它毕竟提供了进化的证据"。

马耶鲁斯在完成他的实验报告之前就去世了，但这项工作由其他人继续进行。该论文说："这些数据提供了最直接的证据，表明伪装和鸟类捕食是蛾子黑色素兴衰的首要解释"。新的数据，再加上以前的数据，表明 "斑纹飞蛾的工业化黑色素仍然是达尔文进化论发挥作用的最清晰和最容易理解的例子之一"。

大山雀，一种食虫鸟。

毛虫的伪装

Biston betularia毛虫也有两种形式，分别适应不同的情况。它们的身体颜色与宿主植物的棕色或绿色树枝相匹配。这是通过一种叫做多形性的机制实现的。多型性是一种多态性，即一种动物的不同形式是由同一基因组引起的。动物继承了这种能力，但环境决定了哪种形式的发展。这与成体的遗传多态性形成鲜明对比，在这种情况下，每个形态（形式）继承的基因组略有不同。

当动物继承了一个发育开关时，就会发生多联症。该开关对某些环境线索或触发器敏感。在这种情况下，研究人员发现，视觉经验触发了精确的颜色匹配。

"它们的诱导体色......与它们所接触的光的波长相匹配......改变颜色的潜力一直保留到最后（第六）个幼虫期。鉴于它们广泛的宿主范围，这种直接诱导的颜色多变性可能为毛虫提供强有力的保护，使其免受鸟类捕食"。

桦树（左）和柳树（右）上的Biston betularia毛虫，展示了一种颜色的多面性

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