动物行为/胡椒蛾研究
在一百年内(1850 年至 1950 年),胡椒蛾(Biston betularia)的白色斑点形式几乎完全被黑色形式取代。黑色形式似乎最适合在污染物积聚在森林树干上的煤烟中生存,因为这些蛾子可以与它们在树上的休息区域融为一体。由于胡椒蛾的白色斑点形式在这种环境中不再占主导地位,因此它们很容易被发现并成为猎物。这是如何发生的?许多动物都有反捕食者适应。适应被定义为“由于自然选择而传播的遗传性状,并且通过选择一直保持到今天,或者由于自然选择而相对于其他性状正在传播(Alcock,2001)。” 反捕食者适应表明,一种遗传性状,使生物体能够通过寻找覆盖物来隐藏自己以躲避捕食者,已经通过自然选择而传播,这是由于繁殖成功。H.B.D. Kettlewell 对胡椒蛾进行的实验以及 R.J. Howlett 和 M.E.N. Majerus 进行的实验都证明了胡椒蛾对树木上休息地点的偏好是反捕食者适应。
1955 年,H.B.D. Kettlewell 发表了他关于胡椒蛾的研究:鳞翅目工业黑化选择实验。Kettlewell 假设,由于白色斑点形式的胡椒蛾很容易在覆盖着煤烟的树木上被发现,因此它们更容易被吃掉。他的研究表明,人类很容易识别的蛾子更容易受到鸟类的捕食。白色斑点形式比黑色形式在污染环境中更容易受到捕食。
Howlett 和 Majerus 在他们的研究中进一步检验了这一假设:胡椒蛾工业黑化的理解,出版于 1987 年。他们通过将 50 只白色斑点和黑色形式的胡椒蛾钉在浅色和深色树干上进行测试。
污染(黑暗)林地中的蛾子
白色斑点形式:(30/50) x 100 = 60% 黑色形式:(20/50) x 100 = 40%
60% - 40% = 20% 白色斑点形式的捕食率比黑色形式在污染的林地中高 20%。
非污染(浅色)林地中的蛾子
白色斑点形式:(15/50) x 100 = 30% 黑色形式:约 (30/50) x 100 = 60%
60% - 30% = 30% 黑色形式的捕食率比白色斑点形式在非污染的林地中高 30%。
他们的研究表明,在污染的林地中,白色斑点形式的捕食率比黑色形式高 20%。在非污染的林地中,黑色形式的捕食率比白色斑点形式高 30%。
除了捕食率的差异之外,他们的研究还表明,在污染和非污染环境中,位于树枝关节而不是树干上的蛾子不太可能被捕食。
Howlett 和 Majerus 表明,当白色斑点形式的蛾子停留在污染(黑暗)的树木上时,它们更容易受到捕食。黑色形式具有更大的生存和繁殖机会,因为它们不太可能在覆盖着煤烟的树木上被发现,这与 Kettlewell 多年前发现的结论相同。他们的实验证明,黑色形式是一种反捕食者适应,这就是为什么白色斑点形式变得如此稀有的原因。黑色形式已成为污染林地中生存和繁殖的优势性状。
- Alcock, John. 动物行为:进化方法,第七版。马萨诸塞州:辛诺尔联合公司,2001 年