Die Pfeffermotte (Biston botularia ) ist ein unauffälliges Mitglied der Familie der Geometridae, eine nachtfliegende Art, von der man annimmt, dass sie ihre Tage getarnt unter den Flechten verbringt, die auf Baumstämmen wachsen. Die vorherrschende Form des Falters hat weiße Flügel, die mit schwarzen Flecken oder schwachen schwarzen Linien „gepfeffert“ sind, um sich perfekt an die Umgebung der Baumrinde anzupassen. Seltener ist die Variante Carbonaria, ein Nachtfalter mit schwarzen Flügeln, bei dem ein erhöhter Anteil an Melanin (schwarzes Pigment) die Farbänderung verursacht. Der Birkenspanner spielt in zwei wichtigen wissenschaftlichen Geschichten eine wichtige Rolle.
Im Jahr 1859 stellte der britische Naturforscher Charles Darwin in seinem Buch On the Origin of Species eine Evolutionstheorie auf. Er stützte seine Theorie auf drei Beobachtungen, die er während einer fünfjährigen Weltreise mit dem Vermessungsschiff Beagle gemacht hatte: dass Lebewesen variieren, dass sie ihre Eigenschaften weitergeben können und dass sie in einen Überlebenskampf verwickelt sind, der genetische Mutationen begünstigt, die besser an ihre Umwelt angepasst sind.
Die Fossilienaufzeichnungen sind verlockend voll von scheinbar allmählichen Veränderungen von einem mineralisierten Skelett zum nächsten, die die Evolution der Arten aufzeichnen. Das einzige Problem mit Darwins Theorie war, dass es keine Beweise für die natürliche Selektion gab. Mitte des 18. Jahrhunderts trat dann ein Phänomen auf, das die natürliche Auslese unbestreitbar zu beweisen schien. Ein kleiner, in britischen Wäldern verbreiteter Nachtfalter, der so genannte Pfeffermotte, veränderte mit dem Aufkommen des durch die Umweltverschmutzung verdunkelten Himmels seine Farbe dramatisch. Im Zuge der industriellen Revolution, die Städte und Landschaften mit Ruß überzog, die Baumstämme schwärzte und die Flechten abtötete, nahm die melanische oder schwarze Variante des Falters zu und die ursprüngliche gepfefferte Variante verschwand fast vollständig. Fotografien der beiden Mottenarten auf rußiger und sauberer Baumrinde waren ein dramatischer Beweis für die Kraft der Tarnung, und Experimente zeigten eindeutig, dass Vögel die ungetarnten Motten bevorzugten, wenn sie die Wahl hatten. Industriemelanismus nannte man dieses Beispiel evolutionärer Anpassung an verrauchte Luft.
In den 1950er Jahren züchtete der Biologe H. B. D. Kettlewell von der Universität Oxford in einem Labor gepfefferte Motten und setzte fast tausend von ihnen in verschmutzten und nicht verschmutzten Wäldern aus. Als die Falter einige Nächte später wieder eingefangen wurden, zeigte sich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen mehr schwarzen Faltern in den dunklen und mehr weißen Faltern in den sauberen Wäldern. Kettlewell ließ außerdem in der Morgendämmerung Hunderte von Faltern auf die Rinde von dunklen und hellen Bäumen fliegen und fotografierte Vögel, die die auffälligeren Arten fraßen. Er kam zu folgendem Schluss: „Die Auswirkungen der natürlichen Selektion auf den industriellen Melanismus zur Krypsis (Tarnung) in solchen Gebieten können nicht mehr bestritten werden. Vögel wirken als Selektionsfaktoren, wie es die Evolutionstheorie postuliert. Hätte Darwin den industriellen Melanismus beobachtet, hätte er gesehen, dass die Evolution nicht in Tausenden von Jahren, sondern in Tausenden von Tagen abläuft.“ (Holdrege 1999, S. 66) In den 1970er Jahren, nach der Verabschiedung von Gesetzen zur Luftreinhaltung, ging die Population der dunklen Motten zurück, und die der hellen erlebte ein dramatisches Comeback. Dies schien ein Beweis für die natürliche Auslese zu sein.
Ebenfalls in den 1970er Jahren stellte der britische Biologe Cyril Clarke einige überraschende Beweise vor, die einige der früheren Forschungen über den Apfelwickler in Frage stellten. In den fünfundzwanzig Jahren, in denen er den Birkenspanner untersuchte, fand Clarke nur zwei Exemplare bei Tageslicht. Der Nachtfalter ist bekanntermaßen schwer zu lokalisieren, und tatsächlich weiß niemand, wo er sich tagsüber aufhält, aber ganz sicher nicht an den unteren Stämmen der Bäume. Der Apfelwickler ist nachtaktiv und seine Hauptfeinde sind Fledermäuse. Alle untersuchten Motten wurden nachts in Fallen gefangen, und viele der von den Baumstämmen gefressenen Motten waren an die Bäume geklebt worden, wo sie von opportunistischen Vögeln gefunden wurden. Die nicht angeklebten Falter wurden am frühen Morgen freigelassen, wenn sie normalerweise auf der Rinde einschliefen. Ein weiterer Grund für die Verwirrung der früheren Forschungen war die Entdeckung, dass die ursprüngliche Pfefferspinnerart sowohl in der Gegend von Liverpool als auch von Detroit, Michigan, zunahm, obwohl die dunklen Flechten, die als ihr Versteck vermutet wurden, nicht zunahmen.
Die Geschichte der Pfefferspinnerforschung erinnert daran, wie stark Menschen sehen, wonach sie suchen. Kettlewells Feldversuche zeigten, dass Vögel Motten, die auf Baumstämmen ausgesetzt werden, bevorzugt nach dem Grad der Tarnung fressen. Da die Falter tagsüber normalerweise nicht an den unteren Baumstämmen zu finden sind, wurde bei diesem Experiment, wie bei allen Experimenten, eine künstliche Situation geschaffen, die dann scheinbar eine Hypothese beweist. Einige Evolutionsforscher wie Stephen Jay Gould kritisieren die mangelnde Bereitschaft der Forscher, alternative Konzepte in Betracht zu ziehen, scharf. Wäre Kettlewell nicht so sehr von der Wahrheit der Vogelräuberei überzeugt gewesen, wäre er vielleicht eher bereit gewesen, seine Ergebnisse zu hinterfragen. Wenn Wissenschaftler eine bestimmte Theorie unkritisch akzeptieren, besteht die Gefahr, dass sie das sehen, was sie glauben, und die Wissenschaft zu einem Dogma machen. Dogmatisches Wissen, das nur eine Meinung als absolute Tatsache lehrt, ist das Gegenteil des Grundprinzips der Wissenschaft, das auf Beobachtung und Hinterfragung beruht.
Der Biologe Craig Holdrege ist der Meinung, dass Wissenschaftler Experimente nicht als Mittel zum Beweis oder zur Widerlegung einer Idee verwenden, sondern sie als eine Möglichkeit zur Interaktion mit Phänomenen betrachten sollten. Um die Wissenschaft lebendig zu halten, müssen sich die Wissenschaftler ihrer eigenen Vorurteile bewusst sein und sich davor hüten, allgemeine Schlussfolgerungen aus einem spezifischen und erfundenen Ereignis zu ziehen. Experimente helfen den Wissenschaftlern, Ideen zu klären und neue Fragen zu formulieren. Als solche sind sie eher Ausgangspunkt als Ziel. Die Geschichte mit dem Birkenspanner zeigt, dass es notwendig ist, mehr grundlegende naturkundliche Beobachtungen durchzuführen, so schwierig das auch ist. Wo ruht der Falter am Tag? Wie weit fliegt er? Wovon ernähren sich die Larven, und könnte der Melanismus eine Folge einer veränderten Ernährung der Larven sein?
Der Pfefferspinner erinnert daran, dass Wissenschaft ein sich entwickelnder Prozess ist. Vitalität entsteht, wenn man konventionelle Dogmen anzweifelt, neue Beobachtungen macht und originell denkt. Die Wissenschaft ist eine ständige Erforschung und Erneuerung von Ideen. So wie Darwins Hypothesen zum Reichtum des wissenschaftlichen Denkens beitrugen, so ist die Geschichte der Pfeffermotte ein hervorragender Lehrer für die Entwicklung des wissenschaftlichen Prozesses.
Siehe auch Tarnung; Genetische Variation in einer Population; Selektive Zucht.
Nancy Weaver
Bibliographie
Burton, Dr. Maurice, und Robert Burton, eds. International Wildlife Encyclopedia, Vol. 13. New York: Marshall Cavendish, 1969.
Holdrege, Craig. „The Case of the Peppered Moth Illusion“. Whole Earth Spring (1999):66.