Наверно не многие помнят, как в школе, в 9 классе, мы проходили на уроках биологии теорию Дарвина.
И одним из примеров выступала весьма не примечательная внешне бабочка Березовая пяденица Biston betularia. Но за внешней скромностью скрывалась да и скрывается целая история изменений, изучений, обвинений, громких лозунгов и прочих страстей. В общем сама того, не ведая, бабочка стала ярким примеров подтверждения эволюционной теории и бурлящей вокруг нее до сих пор буре страстей.
В конце 1770 годов Великобритания полным ходом вставала на рельсы индустриализации, начали появляться первые прядильные фабрики, появились паровые машины, которые работали на угле, убирая зависимость от водяных двигателей, расширяя тем самым географию производственных мощностей. В 1820 году по всей Великобритании работало уже более 300 паровых машин на угле.
Все эти события привели к значительным выбросам в атмосферу продуктов горения того самого угля; сажи, диоксид серы, оксид азота. Сажа оседала везде на домах, дорогах, деревьях.
А теперь несколько слов о самой пяденице. Это небольшая бабочка с размахом крыльев до 6 см обычно меньше. Окраска светло серая с мелким черным узором на крыльях. Живет она по всей Европе, кроме крайнего севера, на Кавказе, в Южной Сибири и Дальнем Востоке.
Так вот в разгар этой самой индустриальной революции в лесах окружающих Манчестер, коллекционерам бабочек начали попадаться темно окрашенные пяденицы, которых никто из них доселе не встречал. Первое научное описание такой бабочки сделал коллекционер Роберт Эдлстон в 1848г. А дальше необычный окрас начал шагать по Англии, 1870 годах их ловили уже в 70-80 километрах от Манчестера, к концу 1800 годов белые пяденицы из популяции практически исчезли, оставшись лишь в нескольких отдаленных сельских районах. Через какое то время черные пяденицы захватили сначала всю Европу, а потом и весь ареал своего обитания.
В среде любителей и профессиональных энтомологов закипели жаркие споры, что же вызвало подобное явление. Про генетику тогда еще никто слыхом не слыхивал, поэтому выдвигали всевозможные версии одна другой интересней.
В 1896 году лепидоптеролог (специалист по бабочка) Джеймс Татт описал понятие, в последствии названое индустриальным меланизмом.
Он предположил, что светлые пяденицы сидящие на покрытых сажей стволах деревьев становятся более заметными и привлекательными для птиц, а темные наоборот становятся менее заметными и выживают.
Собственно так и оказалось. Смолящие сажей печи окрашивали березы, да и всю округу в черные цвета, кислотные дожди впервые появившиеся как явление в те годы довершили дело, уничтожив лишайники и мхи которым пыталась подражать пяденица.
Научное, да и обывательское сообщество очень долго сопротивлялось, не решаясь признать, что вот она эволюция в действии, что это происходит не где-то там, и когда-то там, а сейчас у нас на глазах.
Но как водится, если есть проблема, всегда найдется тот, кто захочет ее решить. И таких людей нашлось несколько, но обо всем по порядку.
В 1924 году математический биолог Джон Холдейн, решил рассчитать относительное преимущество темных бабочек по сравнению со светлыми. Получилось, что на каждую не съеденную и размножившуюся светлую бабочку, приходится две темные.
Но его расчеты встретили весьма скептически, главным аргументов было, что никто не видел, как птицы вообще едят пядениц.
Лишь в 1953 году Хейзл Кеттлуэлл подтвердила факт питания птиц пяденицами, увидав это действие собственными глазами. Но это было не счастливой случайностью, а итогом долгой и кропотливой работы. Кеттлуэлл весь 1952 год собирала и выращивала гусениц березовой пяденицы, а потом, пометив их, высаживала на деревья близ Бирмингема, наблюдая за ними в бинокль. По ночам, отлавливая в световые ловушки выпущенных бабочек, она считала, сколько попалось светлых сколько темных. В итоге она выяснила, что в живых осталось 63 % темных и 43 % светлых бабочек.
Через несколько лет Кеттлуэлл повторила эксперимент с 800 бабочками, но уже в районе, не затронутом индустриализацией. Как и ожидалось, результат был противоположным.
И вроде бы историю с бабочкой стоит закончить, а нет.
В 1998 году другой биолог, Мэджерус, выпустил свою книгу, в которой задавал вопросы оставшиеся без ответа в ходе экспериментов Кеттлуэлл.
И вроде бы ничего страшного наука всегда движется вперед, всегда задает вопросы, а потом ищет на них ответы. Но книга попалась на глаза журналистам, и полетели заголовки, как водится самые громкие и вызывающие. «Ученые опровергли теорию Дарвина», «Чему нас учили в школе неправда», и прочее, лишь бы привлечь внимание к своему изданию.
На волне ажиотажа в 2002 году журналистка Джудит Хупер выпустила книгу. «О бабочках и людях: скандалы, интриги и пяденицы». В которой очень жирно намекнула, что Кеттлуэлл подстроила результаты своей работы. Доказательств, не было, но как нынче водится, кто громко кричит тот и прав. За эти слова ухватились религиозные фанатики, мол, вот оно, правда, о вашей хваленой теории.
А что же дальше, а дальше все тот же Мэджерус решил провести эксперимент Кеттлуэлл, но в больших масштабах и с возможностью ответить на те вопросы, которые не дала Кеттлуэлл. С 2002 по 2007 год он работал с почти 5 тысячами бабочками, выпуская их в саду и проводя подсчеты, через некоторое время, всех выживших.
И у него получилось. Причем получилось весьма интересное открытие.
Но малость вернемся назад. В 60-х года 20 столетия в Великобритании да, как и по всему миру начали принимать законы, направленные на снижение уровня загрязнений. Сажа постепенно начала пропадать из лесов, а белые пяденицы начали возвращаться.
Так вот Мэджерус смог доказать что после вышеперечисленных изменений белые пяденицы снова стали получать преимущество над темными. Если в 2000-х годах доля темных пядениц в популяции была примерно 10,% то к 2007 году она упала уже до 1%. Наблюдения Мэджерус подтвердили, что в этот период птицы уничтожали на 10% больше темных пядениц.
А в 2016 году была поставлена окончательная точка в саге березовой пяденицы и ученых.
Группа генетиков из Ливерпульское университета выяснила, что темная мутация возникла примерно в 1819 году в разгар промышленной революции. Потемнению крыльев бабочка была обязана так называемому транспозону (он же «прыгающий ген»), фрагменту ДНК который относится к некодируемой части генома и способны к передвижению в пределах генома. Он проник в гене cortex отвечающий за окраску крыльев. Так же выяснилось, что вся эта эпопея с индустриальным меланизмом началась всего с одного «скачка» ДНК.
Вот так маленькая но очень гордая, наверно, бабочка дала миру сведения, убедительно доказав и показав что дарвиновская эволюция существует и происходит прямо сейчас у нас на глазах.