Wilt u meer weten over natuurlijke selectie? Zoek maar naar een mot met zwarte peper - Biston betularia .
Tijdens de vroege 19e eeuw in Groot-Brittannië hadden de motten zout- en peperkleuring. Maar door de jaren heen begonnen zwarte versies van de mot te zegevieren. Tegenwoordig zijn de donkere varianten de meest voorkomende, en genetici hebben lang gespeculeerd dat de industriële revolutie de schuldige is. Nu, nieuw onderzoek onthult het gen waardoor motten zwart werden en toont aan dat de omschakeling samenviel met Groot-Brittannië dat naar steenkool ging.
In een paar artikelen gepubliceerd in het tijdschrift Nature, ontdekken wetenschappers hoe en wanneer motten zwart werden. Eén artikel laat zien dat hetzelfde gen dat de zwarte kleur bestuurt, ook kleur en patronen in vlinders dicteert. Een tweede volgt die genetische variatie tot 1819, net toen Groot-Brittannië op grote schaal kolen begon te branden om zijn nieuwe industriële machines te voeden.
Als je denkt dat kolen motten heeft veroorzaakt muteren, denk dan nog eens goed na. In plaats van de zwarte kleurmutatie te veroorzaken, creëerden de roetige omstandigheden van de industriële revolutie de perfecte achtergrond voor zwarte motten om te overleven. Terwijl met roet bedekte oppervlakken in heel Groot-Brittannië opgaan in zwarte motten met hun achtergrond, ontsnapten aan de aandacht van roofdieren en bloeiden. De overlevenden gaven hun genen door en werden, door de wonderen van natuurlijke selectie, steeds gebruikelijker.
Ilik Saccheri, een evolutionair bioloog aan de Universiteit van Liverpool die het onderzoek op het tweede artikel leidde, vertelt Smithsonian.com dat het vinden van het verantwoordelijke gen ingewikkeld was. "Wanneer een mutatie door de tijd heen wordt overgedragen, wordt deze niet op zichzelf overgedragen", zegt hij. Hij vergelijkt chromosomen met een bus die veel passagiers bevat. Kleine mutaties worden doorgegeven op een overvolle "bus" die het moeilijk kan maken om de reden voor een verandering in fenotype of uiterlijke kenmerken te vinden.
In dit geval vond het team dat de mutatie die verantwoordelijk was voor de kleur van de motten niet op de voorspelbare plaats kon worden gevonden. In plaats van weggestopt te zijn in de coderende of regulerende sequenties van de genen van de mot, was de mutatie verborgen in zijn transposons. Deze DNA-sequenties, ook bekend als 'springende genen', kopiëren en plakken zichzelf door het genoom en verplaatsen of springen van de ene plaats in het genoom naar de andere.
Vroeger werden transposons gezien als junk-DNA en worden ze nog steeds niet volledig begrepen. Ze worden vandaag alleen maar 'door een paar dappere zielen' bestudeerd, zegt Saccheri, maar ze lijken het uiterlijk van de motten in dit geval dramatisch te hebben veranderd.
Nadat Saccheri en zijn team hadden ontdekt waar ze naar zochten, voerden ze een miljoen simulaties uit om de mutatie terug te volgen tot 1819 - precies toen de industriële revolutie roet begon te voeden. Ze schatten dat de eerste mutatie-gebeurtenis waarschijnlijk op dat moment plaatsvond, maar dat het ongeveer 30 jaar duurde voordat het door waarnemers werd opgemerkt. In 1848 werd een volledig zwarte versie van de gepeperde mot opgenomen in Manchester.
Hoewel de ontdekking belangrijk is voor genetici, is het ook waardevol omdat het zo toegankelijk is. Pepermotten zijn zo gewoon dat er waarschijnlijk een in de buurt van uw huis is - en dankzij transposonmutaties en natuurlijke selectie, kunnen de motten in uw buurt verder van kleur veranderen naarmate de industrialisatie hun omgeving morpheert.
"We bouwen bewijs ter ondersteuning van dat basisverhaal", zegt Saccheri. "Je kunt dit gewoon niet goedmaken."
