Biberli güve evrimi
Biberli güvelerin evrimi son 150 yıldır ayrıntılı olarak incelenmiştir. Başlangıçta güvelerin neredeyse tamamı açık renkliydi. Bu onlara gün boyunca dinlendikleri açık renkli ağaçlara ve likenlere karşı kamuflaj sağlıyordu. İngiltere'de Sanayi Devrimi sırasında kirlilik arttıkça likenlerin çoğu yok oldu. Ağaçlar is yüzünden karardı ve açık renkli güvelerin çoğu ya da typica nadir görülür hale geldi. Aynı zamanda, koyu renkli ya da melanik güveler, carbonaria, gelişti. Bu değişim, en iyi kamufle olan güvelerin daha iyi hayatta kalması nedeniyle gerçekleşti. Endüstriyel melanizm terimi, kirleticilere tepki olarak türlerin genetik olarak koyulaşmasını ifade eder.
O zamandan beri, iyileştirilmiş bir çevre ile açık renkli biberli güveler yeniden yaygınlaştı. Adaptasyonun nispeten basit ve anlaşılması kolay koşullarının bir sonucu olarak, biberli güve doğal seçilimi açıklamak veya göstermek için kullanılan yaygın bir örnek haline gelmiştir.
Biston betularia f. typica , açık renkli biberli güve.
Melanik karbonarya morfı
Melanizmin yükselişi ve düşüşü
Melanizm, Avrupa ve Kuzey Amerika biberli güve popülasyonlarında ortaya çıkmıştır. Melanik sıklıktaki ilk artış hakkında bilgi azdır. Fenotip sıklığındaki sonraki düşüş hakkında çok daha fazla şey bilinmektedir, çünkü güve tuzakları ile ölçülmüştür.
Siyah biberli güve 1811 yılında bulunmuştur; bu, şüphesiz bir gen mutasyonundan kaynaklanan nadir bir durumdur. 1864 yılına gelindiğinde Manchester'da daha koyu renkli 'carbonaria' formu daha yaygındı. 1895 yılına gelindiğinde Manchester'da %98'lik bir sıklığa ulaşmıştır.
Yaklaşık 1962'den günümüze kadar, karbonaria fenotip sıklığı istikrarlı bir şekilde düşmüştür. Düşüşü, daha iyi bilimsel çalışmalar sayesinde yükselişinden daha doğru bir şekilde ölçülmüştür. Bernard Kettlewell 1956'da, Bruce Grant 1996'nın başlarında ve L.M. Cook 2003'te benzer bir ulusal araştırma yürütmüştür.
Amerika'da da benzer sonuçlar bulunmuştur. Japonya'da melanik formlara rastlanmamıştır. Bunun nedeni Japonya'daki biberli güvelerin sanayileşmiş bölgelerde yaşamaması olabilir.
Yırtıcılık deneyleri
1896'da J.W. Tutt, karbonarya oranındaki artışın kuş predasyonundaki farklılıktan kaynaklandığını öne sürmüştür. Bu, kuşların karanlık bölgelerde daha fazla açık renkli güve, aydınlık bölgelerde ise daha fazla koyu renkli güve avladığı anlamına geliyordu. Biberli güvelerin avlanması üzerine çeşitli deneyler yapılmış ve her biri bu hipotezi desteklemiştir.
Biberli güve üzerindeki en ünlü deneyler E.B. Ford'un gözetiminde Bernard Kettlewell tarafından gerçekleştirilmiştir. Kettlewell'in deneylerinden birinde, güveler büyük bir kuş kafesine (18 metreye 6 metre) bırakılmış ve burada Büyük Göğüsler (Parus major) tarafından beslenmişlerdir. Kettlewell 1953 yılında Birmingham'daki Cadbury Doğa Koruma Alanı'nda deneyler yapmıştır. İşaretli güveleri işaretledi, serbest bıraktı ve tekrar yakaladı. Kirlenmiş ormanlık alanda daha fazla typica morfunun yakalandığını tespit etmiştir. Bu da melanistik fenotipin böyle bir habitatta biberli güvelerin hayatta kalması için önemli olduğunu göstermiştir. Kettlewell deneyi 1955 yılında Dorset'teki kirlenmemiş bir ormanlık alanda ve yine Birmingham'daki kirli ormanlarda tekrarladı. Kendisine Niko Tinbergen eşlik etti ve bunun bir filmini çektiler. Başkaları tarafından yapılan diğer çalışmalarda da benzer sonuçlar bulunmuştur. Son olarak 1996 yılında Atlantik'in her iki yakasında yapılan çalışmalarda melanik frekanslardaki değişiklikler ile kirlilik seviyeleri arasında bir korelasyon bulundu.
Biyolojideki bir saha deneyi her zaman bir miktar yapaylığa sahip olacaktır, ancak bunun pratiklik ve maliyetlerle dengelenmesi gerekir. En önemli husus, bir deneyin faydalı bilgiler vermesidir. Bu türde daha önce yapılan tek deney R. A. Fisher ve E.B. Ford'un Kızıl kaplan güvesi ile yaptığı deneydir.
Daha sonraki deneyler
2000 yılında Majerus daha ileri deneyler için planlar geliştirdi. Cambridge'de 2001-2007 yılları arasında yapılan ana deneyde Majerus, yarasa avcılığının sonuçları çarpıtıp çarpıtmadığını bulmak için bir deney ekledi - bu, yarasaların güvenin her iki formunu da eşit şekilde avladığını buldu. Güveleri avlayan bir dizi kuş türü gözlemledi. Elde ettiği genel veriler, çalışma dönemi boyunca Cambridge'de typica'ya kıyasla carbonaria sıklığındaki düşüşten sorumlu başlıca faktörün kuş avcılığındaki farklılık olduğu sonucuna varmasına yol açmıştır. Elde ettiği sonuçları, biberli güve hikayesinin tamamen doğrulanması olarak nitelendirdi ve "Biberli güvenin yükselişi ve düşüşü, Darwinci evrimin görsel olarak en etkileyici ve kolay anlaşılır örneklerinden biriyse, öğretilmelidir. Ne de olsa evrimin kanıtıdır" dedi.
Majerus deneylerini yazmayı tamamlayamadan öldü, ancak çalışma başkaları tarafından devam ettirildi. Makalede, "Bu veriler, güvelerde melanizmin yükseliş ve düşüşünün başlıca açıklaması olarak kamuflaj ve kuş avcılığını gösteren en doğrudan kanıtları sunmaktadır" denildi. Yeni veriler, önceki verilerin ağırlığıyla birleştiğinde, "biberli güvede endüstriyel melanizmin hala Darwinci evrimin iş başındaki en net ve en kolay anlaşılan örneklerinden biri olduğunu" göstermektedir.
Büyük Baştankara, böcekçil bir kuş.
Tırtılların kamuflajı
Biston betularia tırtılları da her biri farklı bir duruma adapte olmuş iki şekilde ortaya çıkar. Konak bitkilerinin kahverengi ya da yeşil dallarına uygun vücut renkleri geliştirirler. Bu, polifenizm adı verilen bir mekanizma ile gerçekleşir. Polifenizm, bir hayvanın farklı formlarının aynı genomdan kaynaklandığı bir tür polimorfizmdir. Hayvan yeteneği miras alır, ancak hangi formun gelişeceğini çevre belirler. Bu, her bir morfun (formun) biraz farklı bir genomu miras aldığı yetişkinlerin genetik polimorfizmi ile tezat oluşturur.
Polifenizm, hayvan gelişimsel bir anahtarı miras aldığında ortaya çıkar. Anahtar, bazı çevresel işaretlere veya tetikleyicilere duyarlıdır. Bu durumda, araştırmacılar görsel deneyimin hassas renk eşleşmesini tetiklediğini keşfetti.
"İndüklenmiş vücut renkleri... maruz kaldıkları ışığın dalga boyuyla eşleşti... renk değiştirme potansiyeli son (altıncı) larva dönemine kadar korunur. Geniş konakçı yelpazeleri göz önüne alındığında, bu doğrudan indüklenen renk polifenizmi muhtemelen tırtıllara kuş predasyonuna karşı güçlü bir koruma sağlar".
Huş ağacı (solda) ve söğüt (sağda) üzerindeki Biston betularia tırtılları, renk polifenizmi gösteriyor
İlgili sayfalar
- Ekolojik genetik
- Polimorfizm
- Polifenizm
Sorular ve Yanıtlar
S: Biberli güvenin evrimi nedir?
C: Biberli güvenin evrimi, İngiltere'deki Sanayi Devrimi sırasında oluşan kirliliğe tepki olarak güvenin görünümünün nasıl değiştiğini ifade eder.
S: Neden güvelerin neredeyse tamamı açık renkliydi?
C: Biberli güvelerin neredeyse tamamı başlangıçta açık renkliydi çünkü bu onlara gün boyunca dinlendikleri açık renkli ağaçlar ve likenlere karşı kamuflaj sağlıyordu.
S: İngiltere'deki Sanayi Devrimi sırasında ağaçlara ne oldu?
C: İngiltere'deki Sanayi Devrimi sırasında ağaçlar is yüzünden karardı.
S: Sanayi Devrimi sırasında açık renkli güvelere ya da typica'lara ne oldu?
C: Sanayi Devrimi sırasında açık renkli güvelerin çoğu nadir hale geldi çünkü likenler öldü ve ağaçlar is yüzünden karardı.
S: Sanayi Devrimi sırasında koyu renkli güvelere ya da carbonaria'ya ne oldu?
C: Sanayi Devrimi sırasında koyu renkli güveler gelişti çünkü daha iyi kamufle oldular ve bu nedenle daha iyi hayatta kaldılar.
S: Endüstriyel melanizm nedir?
C: Endüstriyel melanizm, kirleticilere tepki olarak türlerin genetik olarak koyulaşması anlamına gelir.
S: Sanayi Devrimi'nden bu yana açık renkli biberli güvelere ne oldu?
C: Sanayi Devrimi'nden bu yana, açık renkli biberli güveler gelişmiş bir çevre ile yeniden yaygınlaşmıştır.
