Pajewski, Melanizm przemysłowy. Jeszcze jedna bajka ewolucjonistów

Mieczysław Pajewski, "Melanizm przemysłowy. Jeszcze jedna bajka ewolucjonistów..."
tagi: ćmy krępaka, Biston betularia, Kettlewell, Majerus, Coyne

Bajka ewolucjonistów
Według podręczników ewolucjonizmu [1] bajka ta wygląda tak.

Przed połową 19-tego wieku wszystkie ćmy krępaka (inna nazwa spotykana w literaturze: boratek) Biston betularia w Anglii były białymi motylami pokropionymi na czarno. Formę tę nazywa się formą jasną albo typica. Ciemny mutant tego gatunku, tak zwana carbonaria, został dostrzeżony w Manchesterze po raz pierwszy w 1850 roku. Między 1850 i 1920 forma jasna została w dużym stopniu zastąpione ciemną formą. Różnica między tymi formami jest określona przez parę alleli w jednym locus. Dominującym allelem jest ten, który determinuje ciemną barwę. Częstość formy ciemnej wzrosła na niektórych obszarach do niemal 100%. W roku 1898 formy melanistyczne stanowiły 99% motyli w Manchesterze. Po roku 1950 trend ten uległ odwróceniu, czyniąc carbonaria rzadkimi, a typica ponownie powszechnymi. [2] Te trwałe i ukierunkowane zmiany implikowały działanie doboru naturalnego. Wniosek ten został potwierdzony przez licznych badaczy, z których najbardziej znanym był Bernard Kettlewell z Oxfordu. [3]

Według tych badaczy ewolucja barwy tych motyli została wywołana przez ptaki, które zjadały motyle najbardziej widoczne w ich normalnych miejscach odpoczynku, tj. na pniach drzew. Wzrost liczby czarnych motyli przypisano zanieczyszczeniu, jakie powstało wskutek gwałtownego rozwoju przemysłu. Efekt ten nazwano nawet melanizmem przemysłowym. Sadze w połączeniu z kwaśnymi deszczami spowodowały pociemnienie drzew przez niszczące oddziaływania na porosty, jakie rosły na tych drzewach, a potem przez pokrywanie drzew ciemną warstwą. Forma typica, która poprzednio nie była widoczna, teraz była coraz bardziej zjadana przez drapieżniki. Jednocześnie mniej widoczne carbonaria uzyskiwały ochronę i rosły liczebnie. Po wprowadzeniu w życie ustaw chroniących przyrodę w latach 1950-tych, drzewa odzyskały swój poprzedni wygląd. Wniosek ten popierała korelacja, jaka istnieje między poziomem zanieczyszczeń a częstością odmian (carbonaria była częściej spotykana na terenach przemysłowych).

Znane eksperymenty Kettlewella pokazały, że po uwolnieniu odmian ciemnej i jasnej w latach zanieczyszczonych i nie zanieczyszczonych badacze odławiali dużo więcej egzemplarzy formy posiadającej ubarwienie ochronne niż formy jasnej. Kettlewell zbierał w dużych ilościach motyle jasne na terenach rolniczych i ciemne w miastach, po czym osadzał je rankiem na pniach drzew rosnących w obu środowiskach, zachowując stosunek 50:50 między formami. Następnie obserwował z ukrycia losy motyli. Zadanie nie jest trudne, gdyż motyle nocne niechętnie zrywają się do lotu w ciągu dnia. Krępak jest częstym pokarmem dwu pospolitych ptaków — drozda śpiewaka (Turdus philomelos) i muchołówki szarej (Muscicapa striata). Ptaki, podobnie jak człowiek, spostrzegają łatwiej osobniki ciemne na korze pokrytej porostami, a jasne na korze pokrytej sadzą. Okazało się, że względne dostosowanie formy jasnej w stosunku do ciemnej wynosi 0,53. Podobnie wysokie współczynniki doboru, tyle że w przeciwnym kierunku, otrzymano w obszarach niezanieczyszczonych, gdzie kora drzew pokryta porostami była jasna.

W końcu Kettlewell wykazał laboratoryjnie, że każda z tych dwu form ma behawioralną preferencję do siadania na takim tle, który pasuje do jej barwy. Znaczy to, że osobniki ciemne mają tendencję do wybierania ciemnego podłoża, zaś osobniki jasne do wybierania podłoża jasnego. [4] Uznano więc, że wzrost liczebności formy melanistycznej na terenach uprzemysłowionych wiąże się z działaniem selekcyjnym wywieranym przez ptaki.

I wszyscy ewolucjoniści żyli długo i szczęśliwie, a wstrętna czarownica Kreacja dożywała swoich dni w głębokim lochu, z którego nie widziała bożego świata...

Fakty
Krytykę tej bajki przedstawił Michael Majerus. [5] Okazało się, że Biston betularia prawdopodobnie w ogóle nie odpoczywa na pniach drzew — w ciągu ponad 40 lat intensywnych badań odkryto tylko dwa przypadki, gdy motyl odpoczywał na pniu. Motyle te latają w nocy, a przed nadejściem dnia znajdują schronienie pod poziomymi gałęziami w wyższych partiach drzewa. Sam ten fakt unieważnia eksperymenty Kettlewella z uwalnianiem i odławianiem, gdyż motyle uwalniano umieszczając je bezpośrednio na pniach drzew, gdzie były one bardzo widoczne dla drapieżnych ptaków. Kettlewell uwalniał też swoje ćmy za dnia, podczas gdy zwykle wybierają one miejsca do odpoczynku w nocy. Dezorientowało to ćmy, które leciały do najbliższych pni drzew, zamiast do swoich naturalnych miejsc odpoczynku. Dodać też trzeba, że forma jasna zaczęła pojawiać się, zanim porosty ponownie skolonizowały zanieczyszczone drzewa, a także że paralelny wzrost i zmniejszanie się formy melanicznej występował także na terenach uprzemysłowionych w Stanach Zjednoczonych, gdzie nie było zmiany w obfitości porostów, które rzekomo odgrywają tak istotną rolę.

W końcu wyniki eksperymentów Kettlewella nie doczekały się potwierdzeń w późniejszych badaniach: motyle nie mają tendencji do wybierania tła, jakie je chroni. Majerus odkrył też wiele innych wad obserwacji Kettlewella.

Sam Majerus jest ewolucjonistą i twierdzi, że omawiany przypadek na pewno jest przypadkiem ewolucji, ale że jest bardzo złożony i dlatego dotąd niewyjaśniony.

Wnioski
W ostatnich kilkudziesięciu latach coraz więcej badań wskazuje na wady ewolucyjnego wyjaśniania rzeczywistości. Ewolucjoniści idą jednak w zaparte i z podziwu godnym uporem wmawiają, że następuje stałe potwierdzanie ich idei. Trzeba pamiętać, że kreacjoniści nie kwestionują tego typu zmian, jakim podlegały ćmy krępaka w Anglii. Zarówno przed zmianami, jak i po nich, mamy do czynienia z tym samym gatunkiem. Zmieniała się jedynie liczebność obu odmian. Zmiany wewnątrz stworzonych typów (baraminów) zachodzą w sposób naturalny i do swego wyjaśnienia nie wymagają nadnaturalnej interwencji. Zmiany te ewolucjoniści nazywają mikroewolucją. Nas więc nie dotyczy cały ten spór. Jest dla naszych twierdzeń obojętne, czy Kettlewell popełniał rażące błędy metodologiczne, a nawet czy oszukiwał. Natomiast nie jest dla nas obojętne, że uczeni w swoich badaniach posuwają się do krętactw, ani to, że przez tak wiele lat wyniki rzekomych odkryć Kettlewella stanowiły jeden z głównych argumentów na rzecz ewolucjonizmu.

Majerus wzywa do dalszych badań, ale nie ulega wątpliwości, że przypadek ciem Biston betularia przestał już być klasycznym przykładem na ewolucję w działaniu. (Zostały już tylko dzioby zięb z Galapagos.) Dlaczego tak długo i powszechnie nie kwestionowano pracy Kettlewella? Jerry A. Coyne, który w Nature [6] omawiał książkę Majerusa, twierdzi, że w biologii ewolucyjnej nie opłaca się powtarzać eksperymentów innych uczonych i — inaczej niż to jest w biologii molekularnej — dziedzina ta nie charakteryzuje się tendencją do poprawiania swoich tez, ponieważ nieliczne przeprowadzone tam badania zależą od dokładności wcześniejszych badań. Ponadto nauczający często pomijają oryginalne artykuły na rzecz krótszych podręcznikowych streszczeń, które wybielają skazy eksperymentów.

Warto przytoczyć bardzo pouczający początek tekstu Coyne'a:

Od czasu do czasu ewolucjoniści ponownie sprawdzają jakieś klasyczne eksperymentalne badanie i odkrywają, ku swemu przerażeniu, że jest ono wadliwe lub całkowicie błędne. Nie używamy już chromosomowego polimorfizmu u Drosophila pseudoobscura, by zademonstrować zaletę heterozygotyczności, zmiany ubarwienia kwiatów u Linanthus parryae, by zilustrować przypadkowy dryf genetyczny czy też motyli Limenitis archippus i Danaus plexippus [ang. viceroy and monarch butterflies], by dać przykład mimikry Batesa. Jednak aż do dzisiaj głównym koniem w naszej stajni przykładów była ewolucja "melanizmu przemysłowego" u krępaka Biston betularia, którą większość nauczycieli i podręczników przedstawiała jako paradygmat doboru naturalnego i ewolucji zachodzącej w trakcie ludzkiego życia. Sprawdzenie tej opowieści jest główną częścią książki Michaela Majerusa Melanism: Evolution in Action. Niestety, Majerus pokazuje, że ten klasyczny przykład znajduje się w fatalnym stanie i chociaż nie jest jeszcze gotowy do przerobu na klej, wymaga poważnego zwrócenia nań uwagi.

W zakończeniu Coyne pisze, że po przeczytaniu książki Majerusa poczuł się tak, jak gdy mając sześć lat dowiedział się, że Święty Mikołaj to tylko przebrany jego własny ojciec.

Bajki o Świętym Mikołaju opowiadane są tylko dzieciom, bajki ewolucjonistyczne opowiadane są milionom dorosłych ludzi na całym świecie.

Mieczysław Pajewski

Przypisy

[1] Na przykład Stanisław Skowron, Ewolucjonizm, Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa 1967, s. 213-219; Henryk Szarski, Mechanizmy ewolucji, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1986, s. 55, 63-64; Adam Łomnicki, "Dobór, dryf i inne czynniki kształtujące częstości genów", w: Halina Krzanowska, Adam Łomnicki, Jan Rafiński, Henryk Szarski, Jacek M. Szymura, Zarys mechanizmów ewolucji, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1995, s. 156-157.

[2] L.M. Cook, R.R. Askew, J.A. Bishop, "Increasing frequency of the typical form of the peppered moth in Manchester", Nature 1970, vol. 227, s. 1155.

[3] H.B.D. Kettlewell, "Industrial melanism in Lepidoptera and its contribution to our understanding of evolution", Proc. 10th Int. Congr. Entomol. 1958, vol. 2, s. 831-841; tenże, "The phenomenon of industrial melanism in Lepidoptera", Ann. Rev. Entom. 1961, vol. 6, s. 245-262.

[4] Por. Łomnicki, "Dobór...", s. 186; Szarski, Mechanizmy ewolucji..., s. 64.

[5] Michael E.N. Majerus, Melanism: Evolution in Action, Oxford University Press 1998; podobną krytykę znaleźć można też w Sargent et al., Evol. Biol. 1998, vol. 30, s. 299-322. Dziękuję też Jonathanowi Wellsowi z Department of Molecular and Cell Biology, University of California, Berkeley za informacje na ten temat.

[6] Jerry A. Coyne, "Not black and white", Nature 1998, vol. 396, s. 35-36.

Źródło: Na Początku... marzec 1999, nr 3 (114), s. 80-86.

• Pobierz folder
• Zachomikuj folder