Evolução da traça pimentada

O melanismo surgiu nas populações de mariposas da Europa e da América do Norte. As informações sobre o aumento inicial da freqüência melânica são escassas. Sabe-se muito mais sobre a queda subseqüente da freqüência fenotípica, pois ela foi medida com armadilhas de traças.

Em 1811, foi encontrada uma mariposa com pimenta preta, uma raridade, sem dúvida causada por uma mutação genética. Em 1864 a forma mais escura de 'carbonaria' era a mais comum em Manchester. Em 1895, ela atingiu uma freqüência de 98% em Manchester.

De cerca de 1962 até hoje, a freqüência fenotípica da carbonaria tem caído constantemente. Seu declínio tem sido medido com mais precisão do que sua elevação, devido a melhores estudos científicos. Bernard Kettlewell realizou uma pesquisa nacional em 1956, Bruce Grant realizou uma pesquisa semelhante no início de 1996, e L.M. Cook em 2003.

Resultados semelhantes foram encontrados nos Estados Unidos. As formas melânicas não foram encontradas no Japão. Isto pode ser porque as mariposas apimentadas no Japão não vivem em regiões industrializadas.

Em 1896 J.W. Tutt sugeriu que o aumento da proporção de carbonaria era causado pela predação diferencial de aves. Isto significava que as aves tomavam mais traças de cor clara em áreas escuras, e mais traças de cor escura em áreas claras. Várias experiências foram realizadas com a predação da mariposa apimentada, e cada uma apoiou esta hipótese.

Os experimentos mais famosos com a traça apimentada foram realizados por Bernard Kettlewell sob a supervisão de E.B. Ford. Em uma das experiências de Kettlewell, as traças foram soltas em um grande aviário (18 m por 6 m), onde foram alimentadas por Grandes Mamas (Parus major). Em 1953, Kettlewell experimentou na Cadbury Nature Reserve em Birmingham. Ele marcou, soltou e recapturou as traças marcadas. Ele encontrou, em bosques poluídos, mais morphs tipica foram tomadas. Isto mostrou que o fenótipo melanístico era importante para a sobrevivência das mariposas apimentadas em tal habitat. Kettlewell repetiu a experiência em 1955 em um bosque não poluído em Dorset, e novamente em bosques poluídos em Birmingham. Ele foi acompanhado por Niko Tinbergen, e eles fizeram um filme sobre isso. Outros estudos realizados por outros encontraram resultados semelhantes. Finalmente, em 1996, trabalhos em ambos os lados do Atlântico encontraram uma correlação entre as mudanças nas freqüências melânicas e os níveis de poluição.

Uma experiência de campo em biologia sempre terá alguma artificialidade, mas isso tem que ser contrabalançado com praticidade e custos. O aspecto mais importante é que um experimento dá informações úteis. Os únicos experimentos anteriores deste tipo foram R.A. Fisher e E. B. Ford's com a traça tigre escarlate.

Experiências posteriores

Em 2000, a Majerus desenvolveu planos para novas experiências. No experimento principal em Cambridge de 2001-2007, o Majerus acrescentou um experimento para descobrir se a predação de morcegos poderia ter distorcido os resultados - isto descobriu que os morcegos predam igualmente em ambas as formas da traça. Ele observou uma série de espécies de aves predadoras de traças. Os dados gerais o levaram a concluir que a predação diferencial de aves foi o principal fator responsável pelo declínio da freqüência de carbonária em comparação com a tipica em Cambridge durante o período de estudo. Ele descreveu seus resultados como uma completa vindicação da história da mariposa apimentada, e disse: "Se a ascensão e queda da mariposa apimentada é um dos exemplos mais impactantes visualmente e de fácil compreensão da evolução darwiniana em ação, ela deve ser ensinada. Afinal, ela fornece a prova da evolução".

Majerus morreu antes que ele pudesse completar a redação de suas experiências, mas o trabalho foi levado adiante por outros. O documento dizia que "Estes dados fornecem a evidência mais direta até agora para implicar camuflagem e predação de pássaros como a explicação primordial para a ascensão e queda do melanismo nas mariposas". Os novos dados, juntamente com o peso dos dados anteriores, mostram que "o melanismo industrial na mariposa apimentada ainda é um dos exemplos mais claros e de mais fácil compreensão da evolução darwiniana em ação".

As lagartas de betularia de pistão também ocorrem de duas formas, cada uma adaptada a uma situação diferente. Elas desenvolvem cores corporais que combinam com os galhos marrons ou verdes de sua planta hospedeira. Isto é feito por um mecanismo chamado polifenismo. O polifenismo é um tipo de polimorfismo onde diferentes formas de um animal são causadas pelo mesmo genoma. O animal herda a capacidade, mas o ambiente determina qual forma se desenvolve. Isto contrasta com o polimorfismo genético dos adultos, onde cada morfo (forma) herda um genoma ligeiramente diferente.

O polifenismo ocorre quando o animal herda um interruptor de desenvolvimento. O interruptor é sensível a algum taco ou gatilho ambiental. Neste caso, os pesquisadores descobriram que a experiência visual desencadeou uma correspondência de cores precisa.

"Sua cor corporal induzida... correspondia ao comprimento de onda de luz ao qual estavam expostos... o potencial de mudança de cor é mantido até o instar larval final (sexto). Dada sua ampla gama de hospedeiros, este polifenismo de cor induzida diretamente provavelmente fornece às lagartas uma forte proteção contra a predação das aves".

• Genética ecológica
• Polimorfismo
• Polifenismo