Основа теории эволюции Дарвина – принцип естественного отбора. О роли отбора в эволюции ученые спорят до сих пор. Одна из "героинь" этих споров – березовая пяденица. Как только ее не называли! От "наиболее изученный пример естественного отбора в действии" до "фальшивки, выброшенной на свалку истории". Страсти вокруг "истории с пяденицей" кипят в Интернете, на страницах газет и журналов.
У типичной формы березовой пяденицы светлые крылья с темными пятнышками, форма carbonaria – темная, почти черная. Темная окраска – доминантный признак, за нее отвечает один ген.
В Англии до середины XIX века черные бабочки были очень редки, а уже к концу XIX века в промышленных районах почти полностью вытеснили светлых; в сельской местности по-прежнему было больше светлых бабочек. С конца 70-х годов XX века процент черных бабочек повсеместно стал снижаться и во многих районах за 30 лет упал с 90 до 10%.
Животных с черной окраской называют меланистами. Первое, что пришло в голову ученым, – связать рост числа бабочек-меланистов с промышленным загрязнением. Оно усиливалось в ХIХ веке и первой половине XX века. В 1958 году в Англии был принят закон, вводивший штрафы за загрязнение атмосферы. В следующие 30 лет загрязненность воздуха снижалась быстрыми темпами. Карта распространения бабочек-меланистов в целом хорошо соответствовала карте загрязнений – где больше в воздухе сернистого газа, там больше меланистов. Aналогичный рост (а затем – снижение) процента меланистов наблюдали в популяциях не только пяденицы, но и еще более чем 70 видов ночных бабочек в Европе и США.
А что, если черные бабочки получают преимущество благодаря лучшей маскировке? Из-за загрязнения гибнут лишайники, на фоне которых типичная форма незаметна для птиц. На черных, покрытых копотью деревьях более незаметна черная форма, светлую выедают птицы. Действует естественный отбор – черные бабочки чаще выживают, их потомки постепенно вытесняют светлых.
Проверил эту гипотезу в 1950-е годы энтомолог Бернард Кеттлуэлл. Сначала он показал, что птицы чаще склевывают пядениц на контрастном (не соответствующем их окраске) фоне. Затем он выпускал меченых пядениц в лес в загрязненном и незагрязненном районах. Потом бабочек отлавливали, приманивая на свет. В загрязненном районе гораздо больше был "возврат" черных бабочек, а в незагрязненном – светлых.
Итак, птицы – главный фактор отбора, а преимущество черной окраски – лучшая маскировка на фоне закопченных, лишенных лишайников стволов. С этого времени пяденица попала на страницы учебников биологии как пример естественного отбора в действии и прочно там обосновалась. Но ее эпопея только начиналась...
Кеттлуэлла было за что критиковать. Например, он выпускал пядениц днем (обычно они днем не летают). Бабочки могли "в спешке" выбирать неестественные места для посадки – стволы деревьев (а не ветви кроны). Много было и других неясностей. Предлагалось (но не было доказано) и другое объяснение – более высокая устойчивость черных пядениц к загрязнителям.
Но накапливались и данные, в целом подтверждающие правоту Кеттлуэлла. Бабочка жила себе на страницах учебников, а дискуссии велись в академических кругах.
В 1996 году газета The New York Times, сообщая о результатах изучения пяденицы в Европе и США, поместила ее фотографию на первую полосу научного раздела. Но триумф длился недолго, и виной тому невольно оказался генетик М. Маджерас.
В 1998 году М. Маджерас опубликовал книгу "Меланизм: эволюция в действии". Подтверждая правоту Кеттлуэлла, Маджерас в то же время честно "разобрал по косточкам" все недостатки его опытов.
В том же году в журнале Nature вышел обзор этой книги с заголовком "Не черно-белое". Автор Д. Койн справедливо отмечал, что история вовсе не так проста, как она выглядит в изложении учебников. Но многие увидели в обзоре опровержение Кеттлуэлла. Широкую известность приобрела фраза "Когда я прочитал эту книгу, мое уныние было таким же, как когда я в 6 лет узнал, что подарки на Рождество приносит не Санта-Клаус, а мой папа". Множество креационистских сайтов вскоре уже ссылались на Койна как на "информированного ученого", разоблачившего "фальшивку дарвинистов".
В 2002 году вышла книга Д. Хупер под названием "О бабочках и людях: интрига, трагедия и березовая пяденица". Хупер обвинила Кеттлуэлла в прямом мошенничестве. Якобы процент повторного отлова бабочек резко вырос после того, как Кеттлуэлл получил письмо от своего шефа, в котором тот сетовал на нечеткие результаты опыта. Интернет запестрел заголовками: "Ваш учебник: можно ли ему доверять", "Фальшивка учебников: березовая пяденица" и т.п. Одно из "разоблачений" в Сети – видео, где текст читает симпатичная девушка с убедительной жестикуляцией.
Тут уж взялись за оружие и дарвинисты. Энтомолог Б. Грант написал в журнал Science рецензию на книгу Хупер под заголовком "Прокисшие гроздья гнева". Д. Койн написал в Nature отзыв, где назвал версию Хупер "конспирологической" (при ближайшем рассмотрении выяснилось, что письмо от шефа Кеттлуэлл получил не до, а после того как в его результатах произошел перелом).
Но рецензии в газетах вышли под заголовками "Дарвинизм в зоне риска" (Guardian) и "Большие уроки маленькой пяденицы" (Los Angeles Times). Журналисты, увы, раздували разоблачения Хупер...
Лучший ответ на книгу Хупер дал М. Маджерас. Чуть ли не ежедневно в 2000 – 2007 гг. он наблюдал в телескоп за поведением пядениц. Он изучил, где отдыхают пяденицы и едят ли их там птицы. (Вопреки утверждениям критиков дарвинизма выяснилось, что пяденицы иногда сидят на стволах, хотя предпочитают все же ветви или места их соединения со стволом.) Птицы могут видеть ультрафиолет, и критики утверждали, что это может опровергнуть выводы Кеттлуэлла. Маджерас проверил, как выглядят пяденицы в ультрафиолетовом свете, и доказал, что их окраска на соответствующем фоне обычно остается маскирующей. Маджерас также изучил охоту летучих мышей и доказал, что они выедают пядениц неизбирательно, независимо от цвета. В целом все данные Маджераса подтверждали выводы Кеттлуэлла.
Длительные направленные изменения частот генов в популяции – предпосылка многих эволюционных процессов. Черная форма быстро (всего за 50 поколений!) вытеснила белую в результате естественного отбора. У пяденицы эти изменения оказались обратимыми, а их молекулярная основа неизвестна до сих пор. Сейчас многие другие примеры действия отбора изучены лучше. Но пяденица осталась в учебниках как пример более наглядный.
преподаватель биологии гимназии на Юго-Западе №1543
Источник: Новая газета
