Moliile şi teoria evoluţiei

Evoluţioniştii spun că procesul evoluţiei se desfăşoară lent, aproape insesizabil, pe parcursul a milioane de ani. Nu poate fi observată în timp ce se petrece. Cu toate aceste scuze că evoluţia acţionează atât de încet încât nu i se pot vedea efectele, nici chiar pe parcursul mai multor ani, există o mare dorinţă pentru a se obţine ceva dovezi ale unei evoluţii desfăşurate pe o perioadă scurtă de timp. Fosilele, despre care se presupune că ar trebui să fie ele însele o înregistrare a procesului evolutiv, sunt susceptibile de a nu se păstra în condiţii potrivite în arhiva fosiliferă. Totuşi există anumite momente când sunt descoperite aşa-numite “verigi lipsă”. La fel ca şi aceste aşa-zise forme tranziţionale, există şi alte categorii de organisme citate în spijinul teoriei evoluţiei, care ajung celebre şi primesc un statut special, devenind un fel de “vedete” ale evoluţiei. Una dintre acestea este molia sare-şi-piper, Biston betularia, cea mai faimoasă specie de insecte.

Exemplul discutat aici a fost şi este intens promovat şi mediatizat ca fiind exemplul suprem pentru evoluţia în acţiune. Molia Biston betularia este cea mai uzitată ilustraţie ca răspuns la întrebarea dacă procesul evoluţiei organice poate fi detectat şi urmărit aici şi acum, în timp ce se petrece.

Molia sare-şi-piper şi melanismul industrial

În natură există trei varietăţi ale speciei de molii Biston betularia Linnaeus 1758, aceastea fiind forme polimorfe ale aceleiaşi specii: typica, varietatea deschisă la culoare, insularia (formă intermediară) şi carbonaria, care este forma melanică, închisă la culoare. Polimorfismul[1] apare atunci când în cadrul aceleiaşi populaţii există două sau mai multe fenotipuri[2] clar diferite. Cu alte cuvinte, în populaţie sunt prezente două sau mai multe varietăţi sau forme ale aceleiaşi specii.

Biston betularia, morpha typica (License: CC-BY-SA-2.5 and GNU FDL, picture taken by Olaf Leillinger at 2006-06-14)

Biston betularia, morpha carbonaria (License: CC-BY-SA-2.5 and GNU FDL, picture taken by Olaf Leillinger at 2006-06-13)

Înainte de revoluţia industrială din Anglia, în populaţiile de molii varietatea dominată era typica, deoarece culoarea albă camufla indivizii pe scoarţa albicioasă a copacilor, culoare dată de prezenţa unor specii de licheni, şi astfel era ferită de ochii păsărilor prădătoare. Varietatea melanică (neagră) era uşor de depistat de către păsările prădătoare pe substratul deschis la culoare. După explozia industrială şi ca urmare a poluării rezultate, scoarţa copacilor s-a închis la culoare (atât prin moartea lichenilor cât şi din cauza negrului de fum) ceea ce a determinat ca moliile din varietatea typica, deschise la culoare, să fie uşor de observat pe substratul negru al scoarţei copacilor şi să fie prădate cu predilecţie de către păsări precum piţigoiul mare (Parus major). Varietatea închisă la culoare în schimb a devenit camuflată şi mai puţin expusă prădătorilor, pe fondul condiţiilor schimbătoare de mediu, şi astfel numărul exemplarelor melanice a crescut faţă de cele tipice. Reacţia de “înnegrire” a unor indivizi ai speciei ca răspuns la influenţe antropice a fost denumit melanism industrial. Varietatea melanică a proliferat şi astfel a contribuit într-o mai mare măsură la genofondul[3] generaţiei următoare, în contextul în care varietatea typica era mai vulnerabilă. În secolul XX, pe fondul creşterii conştientizării oamenilor faţă de problema poluării mediului înconjurător, dar şi a introducerii unor industrii mai puţin poluante care a dus la reducerea gradului de poluare din aer, situaţia moliilor a revenit la cea de dinaintea revoluţiei industriale, în prezent varietatea typica fiind mai răspândită.

Experimentele lui Kettlewell

H. B. D. Kettlewell a fost un lepidopterolog[4] britanic care a făcut cercetări importante în studiul melanismului industrial. Munca sa este strâns legată de specia Biston betularia. Au existat mai multe experimente în anii ’50 dintre care cele mai importante sunt următoarele[5]:

  1. În cadrul experimentului “în butoi” molii închise şi deschise la culoare au fost puse în interiorul unui butoi căptuşit în dungi cu hârtie albă şi hârtie neagră. S-a constatat că moliile care s-au poziţionat pe culori care le camuflau au fost mai numeroase decât cele care s-au aşezat pe benzile de hârtie cu a căror culoare erau în contrast.
  2. Prin experimentul “în coteţ” s-a dorit să se demonstreze că moliile erau orbiectul prădătorismului păsărilor. Au fost plaste molii într-un spaţiu închis şi s-a constatat că insectele au fost capturate şi consumate de păsările din coteţ.
  3. Primul experiment de la Birmingham s-a desfăşurat într-o pădure de stejari cu trunchiuri închise la culoare, fără licheni. Masculi din cele 3 categorii de culoare au fost plasaţi dimineaţa pe trunchiurile arborilor şi recapturaţi seara cu ajutorul lămpilor cu vapori de mercur sau a unei femele captive. S-au recuperat mai mulţi indivizi melanici, indicând că cei albi au fost prădaţi de păsări.
  4. Experimentul de la Dorset, în care exemplare de molii au fost amplasate pe trunchiurile albe, neafectate de poluare ale copacilor, a avut ca rezultat recapturarea mai multor indivizi albi decât negri.
  5. Al doilea experiment de la Birmingham s-a desfăşurat pentru a se verifica rezultatele obţinute în primul experiment.

Selecţia naturală

Selecţia naturală este ansamblul de mecanisme prin care însuşirile favorabile se moştenesc în generaţii succesive ale populaţiilor, în sensul creşterii adaptării indivizilor la condiţiile de mediu. Este important de ştiut că selecţia naturală nu acţionează asupra informaţiei conţinute de materialul genetic ci asupra exprimării potenţialului ereditar care este deja prezent în mesajul genetic. Spus altfel, selecţia naturală acţionează asupra fenotipului (rezultat din interacţiunea genotipului cu condiţiile de mediu).

Biston betularia, selecţia naturală şi teoria evoluţiei

Aşa cum s-a mai spus, exemplul prezentat aici a fost şi este intens promovat şi mediatizat ca fiind exemplul ultim pentru evoluţie în acţiune. Cazul moliilor Biston betularia este un exemplu clasic şi concludent pentru selecţia naturală. Dar oare şi pentru teoria evoluţiei, în favoarea căreia este citat? Este acesta un exemplu de “evoluţie în acţiune”?

Molia începe prin a fi prezentă în trei varietăţi (typica, insularia, carbonaria) şi sfârşeşte prin a rămâne tot sub aceleaşi trei variante (typica, insularia, carbonaria). Acest exemplu nu aduce nicio dovadă că ar fi existat o creştere a complexităţii şi organizării, nimic nou nu a fost produs. Ceea ce se modifică pe parcursul timpului este doar proporţia pe care o au indivizii de un fel sau altul în cadrul populaţiei. Tot ceea ce se întâmplă este că mediul, datorită condiţiilor fluctuante, “selectează” în mod natural indivizii mai “apţi”, de cei mai puţin adaptaţi mediului respectiv, având şanse mai mari pentru a produce urmaşi. Nu are loc trecerea de la o specie la alta, molia rămâne molie. Informaţia genetică a speciei era prezentă, toate varietăţile erau acolo, această diversitate fiind asigurată de plasticitatea genetică a speciei.

Aşadar, critica majoră la afirmaţia că acest exemplu este unul favorabil evoluţiei în acţiune este aceea că forma de culoare închisă, melanică, este totuşi o varietate a primei. O a doua critică este aceea că varietatea melanică trăieşte bine-mersi în mediile rurale din Scoţia, Canada şi Noua Zeelandă, unde nu suferă de niciun dezavantaj. Dacă se aplică principiul supravieţuirii celui mai apt formelor melanice într-un mediu deschis, acestea ar fi trebuit să fie eliminate relativ repede în procesul selecţiei naturale. Nu există nicio explicaţie evoluţionistă a faptului că forma melanică nu a dispărut[6]. Cele mai serioase critici se îndreaptă însă spre experimentele lui Kettlewell.

Revenind la întrebarea pusă anterior putem răspunde cu certitudine că paradigma moliei Biston betularia nu este un exemplu de evoluţie în acţiune. Tot ceea ce se demonstrează este selecţia naturală în acţiune. În general, noţiunea de evoluţie înseamnă schimbare, modificare, trecere la un grad superior de organizare. În cadrul biologiei, conceptul de evoluţie înglobează o schimbare care are ca rezultat trecerea de la o specie la alta, o trecere de la un tip de organism la altul. Aici, molia sfârşeşte prin a deveni … molie. Cu alte cuvinte, acest exemplu excesiv citat şi prezentat în mai toate enciclopediile, manualele şi alte mijloace, nu ajută cu nimic teoria evoluţionistă (neodarwininsmul). Vicleşugul constă în a prezenta o dovadă pentru selecţia naturală, pentru schimbare, şi a spune apoi că aceasta constituie o dovadă a procesului de (macro)evoluţie.

Critici ale experimentelor lui Kettlewell

În primul rând, amplasarea moliilor a fost total inadecvată întrucât acestea au fost poziţionate pe trunchiurile arborilor la distanţe mici faţă de sol şi au fost astfel expuse prădătorilor într-un mod care nu se întâmplă în natură. Nu numai atât, dar această poziţionare a produs şi la o concentrare artificială a moliilor – cu cât mai dispersat ar fi fost plasate insectele, cu atât mai mici ar fi fost şansele ca acestea să fie capturate de prădători. Nivelul de densitate al moliilor în natură este de 7-22 exemplare/ km pătrat/ noapte, cu mult mai scazut decât densităţile folosite de Kettlewell şi în locaţii mult mai vizibile[7]. O altă inadvertenţă în cadrul experimentelor lui Kettlewell este aceea că, datorită densităţii mari create artificial, chiar dacă un individ de culoare deschisă era descoperit primul pe trunchiul închis la culoare al copacului, acesta punea în pericol atât ceilalţi indivizii deschişi la culoare cât şi pe cei de culoare închisă. Ceea ce s-a şi constatat, indivizii fiind consumaţi în următoarul interval de timp.

Aspectul densităţii artificial create în cadrul experimentului lui Kettlewell este completat de o altă chestiune problematică, şi anume aceea că moliile nu se odihnesc în timpul zilei pe trunchiurile arborilor, ci pe partea inferioară a ramurilor orizontale din partea cea mai de sus a coronamentului acestora. Faptul că insectele se odihnesc în partea superioară a coronamentului înseamnă că sunt dispersate şi bine ecranate de frunziş, reducându-se astfel importanţa coloritului corpului şi făcând grea detectarea lor de către păsările prădătoare. Carl Wieland, citându-l pe Cyril Clarke, arată că într-o perioadă de 25 de ani doar două molii au fost găsite ziua odihnindu-se pe trunchiurile arborilor[8], moliile fiind active noaptea. Cercetătorul Michael Majerus a publicat un set de date cu privire la punctele în care moliile sare-şi-piper se odihnesc pe arbori. Între anii 1964 şi 2000, au fost observate pe partea expusă a trunchiurilor 7 exemplare de molii, iar în perioada 2001-2003 a fost observată o singură molie. Aceste date, precum şi numărul de molii observate odihnindu-se în alte puncte pe arbori, sunt prezentate în graficele de mai jos.

Poziţia naturală de repaus la Biston betularia – 1964-2000[9].

Poziţia naturală de repaus la Biston betularia – 2001-2003[10]

În cazul experimentului “în butoi”, au fost introduşi 198 de indivizii în butoaie, câte 99 din fiecare varietate. Din numărul total de indivizi, 88 s-au plasat atât pe benzile de hârtie negre cât şi pe cele albe, 77 au ales medii de camuflaj corespunzătoare culorii proprii iar restul de 41 s-au aşezat pe culori contrastante. Astfel, din total, doar 39% au fost localizaţi pe culoarea corespunzătoare camuflării, însă restul de 61% nu au ţinut cont de mediul pe care s-au poziţionat. Mai mult, în pădurea din Dorset a avut loc şi un experiment pentru a se verifica dacă lămplie de mercur atrag diferenţiat cele două varietăţi. Rezultatele obţinute arată că varietatea neagră era mai atrasă de către lămpile cu vapor de mercur folosite pentru recapturarea moliilor: din 22 de indivizi melanici au fost recapturaţi cu ajutorul vaporilor de mercur 7, adică 32%, în timp ce din cei 40 de indivizi de culoare deschisă au fost recapturaţi doar 6, adică 15%)[7]. Aceste rezultate invalidează aşadar total rezultatele din Birmingham.

Evoluţioniştii susţin că, în ciuda problemelor, aceste experimente sunt pline de învăţăminte. Kettlewell a făcut aceleaşi erori atât prin folosirea trunchiurilor din Dorset cât şi prin folosirea celor din Birmingham. Dacă a greşit atunci când a eliberat moliile în timpul zilei în Birmingham, a greşit facând acelaşi lucru şi în Dorset. Totuşi, datele lui arată că vraiabilitatea poluării în diferite zone a cauzat o diferenţă semnificativă în ceea ce priveşte fenotipul care a supravieţuit mai bine condiţiilor impuse de experiment[11]. Noi considerăm că dacă Kettlewell este consecvent în a greşi, acest lucru nu-l absolvă de vină şi nici nu garantează validitatea rezultatelor experimentelor.

Unii autori argumentează că variaţiile numerice ale celor două varietăţi de molie sunt cauzate de alte procese decât prădătorismul diferenţiat. Malcom Bowden pune prevalenţa formei melanice pe seama migraţiei, nu a prădătorismului diferenţiat, procesul fiind observat şi în zone rurale, neafectate de poluare. Daca melanismul se datorează unor modificări genice sau migraţiei, sau combinaţiei celor două, este o altă chestiune, însă prădătorismul nu a jucat un rol semnificativ, susţine Bowden[7]. Migraţia poate fi considerată o posibilă explicaţie. Cercetări recente, efectuate pe specia Autographa gamma din Marea Britanie, arată că moliile au un sistem deosebit de sofisticat implicat în fenomentul de migraţie, insectele orientându-se cu predilecţie doar pe anumite direcţii specifice de bătaie a vântului[12].

În cazul multor specii diferenţa dintre varietatea tipică şi cea melanică se datorează faptului că alela[13] pentru fenotipul “negru” devine dominantă. Nu în orice situaţie melanismul este rezultatul procesului de industrializare şi exemplare melanice pot fi înâlnite cu frecvenţă ridicată şi în zone nepoluate, fără a constitui un fapt neobişnuit[14]. Carl Wieland spune că un model al creaţiei prezice modificări ale frecvenţelor genice în timp, dar numai în cadrul tipului creat, la care s-ar adăuga şi procese de pierdere a informaţiei, prin mutaţii[15].

Michael Majerus, actualmente profesor de genetică la Universitatea din Cambridge, susţine că a găsit noi dovezi pentru faptul că prădătorismul diferenţiat al păsărilor este totuşi responsabil de scăderea numărului de indivizi melanici între 2001 şi 2007. Majerus a declarat că povestea moliilor este uşor de înţeles pentru că are de a face cu lucruri care ne sunt familiare, precum moliile, păsările, prădătorismul, poluarea[16].

Concluzii

Exemplul moliilor Biston betularia în contextul prădătorisimului diferenţiat, trecând peste inexactităţile experimentale mai sus amintite, este unul valid în ceea ce priveşte argumentarea selecţiei naturale. Dar dovedeşte selecţia naturală în acţiune, nu evoluţia în acţiune. Selecţia naturală este o parte a tezei neodarwinismului, necesară dar nu şi suficientă. Nu este dovada evoluţiei organice, a evoluţiei de la amibă la om. Procesul selecţiei naturale nu este suficient pentru ca evoluţia organică a speciilor să aibă loc, selecţia naturală nu poate duce de una singură la emergenţa de noi specii. Creaţioniştii nu contestă selecţia naturală, aceasta fiind propusă pentru prima dată între anii 1835-1837, sub o altă formă, de către zoologul Edward Blyth (adesea citat ca fiind un creaţionist).

În exemplul discutat aici este foarte clar că acţiunea selecţiei naturale la nivelul populaţiei de molii se manifestă prin creşterea capacitatăţii unor indivizi de a contribui la asigurarea descendenţei în cadrul populaţiei respective. Şi anume, în faza în care trunchiurile arborilor s-au închis la culoare, indivizii melanici au contribuit într-o mai mare măsură la asigurarea descendenţei, prin asigurarea transmiterii cu prioritate a acelor caracteristici care sunt favorabile condiţiilor de mediu. În acest fel a avut loc creşterea gradului de adaptare a populaţiei de molii la condiţiile fluctuante de mediu în care trăiesc, prin capacitatea diferenţiată a indivizilor (melanici şi tipici) de a participa la alcătuirea descendenţei. Fitnessul individual al formelor melanice, adică valoarea adaptativă individuală, este reflectată în capacitatea acestora de a contribui cu o cât mai mare cantitate de informaţie genetică la alcătuirea genofondului generaţiei viitoare. Selecţia naturală a reţinut şi favorizat formele melanice mai bine adaptate condiţiilor de mediu (arbori cu trunchiuri negricioase) şi le-a eliminat pe cele mai puţin apte, de culoare deschisă, şi astfel vorbim de un proces de reducere a variabilităţii genetice în cadrul populaţiei de molii. După reducerea poluării, lucrurile s-au petrecut în acelaşi fel în favoarea varietăţii typica. Însă specia Biston betularia, pe tot parcursul perioadei de fluctuaţie numerică a celor două varietăţi, avea disponibilă aceeaşi informaţie genetică.

Note de subsol:
  1. Polymorphism []
  2. Phenotype []
  3. Gene pool []
  4. Un lepidopterolog este un cercetător al cărui obeict de studiu sunt fluturii; lepis = solz, pteron = aripă, logos = vorbire []
  5. BOWDEN, M – Science vs. Evolution, 1991, Sovereign Publications, Appendix 3 []
  6. BOWDEN, Ibid. pag. 58 []
  7. BOWDEN, Ibid. Appendix 3 [] [] []
  8. Creation Magazine Creation 21(3):56 June 1999, Goodbye, peppered moths []
  9. Peppered moth resting positions 1964-2000, modificat. Data from Mike Majerus, design by Duncan Harris. Produced using Microsoft Excel http://en.wikipedia.org/wiki/Peppered_moth []
  10. Peppered moth resting positions, modificat. Data from Mike Majerus, design by Duncan Harris. Produced using Microsoft Excel. Wikipedia – Peppered moth []
  11. Fine Tuning The Peppered Moth Paradigm, Bruce S. Grant, Department of Biology, College of William & Mary, Williamsburg, VA 23187-8795, From Evolution 53 (3), 1999, pp. 980-984 []
  12. ScienceNOW Daily News 3 April 2008, Need Directions? Ask a Moth []
  13. Wikipedia – Allele []
  14. David M. Lambert, Craig D. Millar and Tony J. Hughes On the Classic Case of Natural Selection Riv. Biol. – Biol. Forum 79 (1986), pp. 11-49 []
  15. Creation Ministries International – More about moths []
  16. Moth study backs classic ‘test case’ for Darwin’s theory By Steve Connor, Science Editor Saturday, 25 August 2007 []

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *