La falena pepata (Biston botularia) è un membro poco appariscente della famiglia Geometridae, una specie che vola di notte e che si pensa passi le sue giornate di riposo mimetizzata tra i licheni che crescono sui tronchi degli alberi. La forma predominante della falena ha le ali bianche, “pepate” con macchie nere o linee nere sottili, perfette per mimetizzarsi con l’ambiente della corteccia degli alberi. Meno comune è una variante, la carbonaria, che è una falena dalle ali nere, con un aumento dei livelli di melanina (pigmento nero) che causa il cambiamento di colore. La falena pezzata è arrivata a giocare un ruolo significativo in due storie importanti nella scienza.
Nel 1859 il naturalista britannico Charles Darwin propose una teoria dell’evoluzione nel suo libro On the Origin of Species. Egli basò la sua teoria su tre osservazioni che fece mentre raccoglieva dati su piante e animali durante un viaggio di cinque anni intorno al mondo sulla nave Beagle: che gli esseri viventi variano, che possono trasmettere le loro caratteristiche, e che sono coinvolti in una lotta per la sopravvivenza che favorisce le mutazioni genetiche che sono meglio adattate al loro ambiente.
I documenti fossili sono allettanti e pieni di quelli che sembrano essere cambiamenti graduali da uno scheletro mineralizzato al successivo, tracciando l’evoluzione delle specie. L’unico problema della teoria di Darwin era che non c’erano prove della selezione naturale in azione. Poi, a metà del 1800 si verificò un fenomeno che sembrava provare indiscutibilmente la selezione naturale. Una piccola falena comunemente chiamata falena pezzata, comune nei boschi britannici, subì drammatici cambiamenti di colore con l’avvento dei cieli oscurati dall’inquinamento. Mentre la rivoluzione industriale procedeva attraverso la Gran Bretagna, coprendo le città e le campagne di fuliggine, annerendo i tronchi degli alberi e uccidendo i licheni, la varietà melanica, o nera, della falena aumentò di numero e la varietà originale pepata quasi scomparve. Le fotografie dei due tipi di falene sulla fuliggine e sulla corteccia pulita degli alberi erano una prova drammatica del potere di mimetizzazione, e gli esperimenti mostravano chiaramente che gli uccelli predavano le falene non mimetizzate quando veniva data loro la possibilità di scegliere. Il melanismo industriale fu il nome dato a questo esempio di adattamento evolutivo all’aria fumosa.
Negli anni ’50, il biologo dell’Università di Oxford H. B. D. Kettlewell allevò le falene pezzate in laboratorio e ne liberò quasi un migliaio in boschi inquinati e non inquinati. Quando le falene sono state ricatturate diverse notti dopo, c’era una chiara correlazione di più falene nere nei boschi scuri e più bianche in quelli puliti. Kettlewell ha inoltre rilasciato centinaia di falene sulla corteccia di alberi scuri e chiari all’alba e ha fotografato gli uccelli che mangiavano le specie più appariscenti. Ha concluso: “Gli effetti della selezione naturale sul melanismo industriale per la cripsi (mimetismo) in tali aree non possono più essere contestati. Gli uccelli agiscono come agenti selettivi come postulato dalla teoria evolutiva. Se Darwin avesse osservato il melanismo industriale avrebbe visto l’evoluzione verificarsi non in migliaia di anni ma in migliaia di giorni.” (Holdrege 1999, p. 66) Negli anni ’70, in seguito al passaggio della legislazione che ha portato ad un’aria più pulita, la popolazione di falene scure è diminuita e quelle chiare hanno fatto un drammatico ritorno. Questo sembrava fornire la prova della selezione naturale.
Anche durante gli anni ’70, alcune prove sorprendenti furono introdotte dal biologo britannico Cyril Clarke che misero in discussione alcune delle ricerche precedenti che coinvolgevano la falena pezzata. In venticinque anni di studio della falena pezzata, Clarke ne ha trovate solo due alla luce del giorno. La falena è notoriamente difficile da localizzare e infatti nessuno sa dove vive di giorno, ma certamente non è sui tronchi più bassi degli alberi. La falena pezzata è notturna e i suoi principali predatori sono i pipistrelli. Tutte le falene pepate sperimentate erano state raccolte in trappole di notte e molte di quelle mangiate dai tronchi erano state incollate agli alberi dove erano state trovate da uccelli opportunisti. Quelle non incollate erano state rilasciate al mattino presto, quando tipicamente si addormentavano sulla corteccia. A confondere ulteriormente le ricerche precedenti fu la scoperta che un aumento della varietà pepata originale sia intorno a Liverpool che a Detroit, Michigan, si verificò nonostante nessun aumento dei licheni scuri che si supponeva fossero il loro nascondiglio.
La storia della ricerca sulla falena pepata è un promemoria di come la gente veda fortemente ciò che cerca. Gli esperimenti sul campo di Kettlewell hanno dimostrato che gli uccelli si nutrono di falene rilasciate sui tronchi degli alberi preferibilmente in base al grado di mimetismo. Dato che le falene non si trovano normalmente sui tronchi più bassi degli alberi durante il giorno, questo esperimento ha creato, come tutti gli esperimenti, una situazione artificiale e poi sembrava dimostrare un’ipotesi. Alcuni scienziati evoluzionisti come Stephen Jay Gould sono molto critici sulla mancanza di volontà dei ricercatori di considerare concetti alternativi. Se Kettlewell non fosse stato così convinto della verità della predazione degli uccelli, forse sarebbe stato più disposto a mettere in discussione i suoi risultati. Quando gli scienziati hanno un’accettazione acritica di una certa teoria c’è il pericolo reale di vedere ciò che si crede e trasformare la scienza in un dogma. La conoscenza dogmatica, che insegna ciò che è solo un’opinione come un fatto assoluto, è l’antitesi del principio base della scienza di osservazione e messa in discussione.
Il biologo Craig Holdrege crede che invece di usare gli esperimenti come un modo per provare o confutare un’idea, gli scienziati potrebbero arrivare a vederli come un modo di interagire con i fenomeni. Per mantenere viva la scienza, gli scienziati devono ricordare di essere consapevoli dei propri preconcetti e diffidare di trarre conclusioni generali da un evento specifico e artificioso. Gli esperimenti aiutano gli scienziati a chiarire le idee e a formulare nuove domande. Come tali, diventano più un punto di partenza che un fine. La storia della falena pezzata indica la necessità di una maggiore osservazione di base della storia naturale, per quanto sia difficile. Dove riposa la falena di giorno? Quanto lontano vola? Cosa mangiano le larve e il melanismo potrebbe essere un effetto di un cambiamento nella dieta delle larve?
La falena pezzata ci ricorda che la scienza è un processo in evoluzione. La vitalità viene dal dubitare del dogma convenzionale, dal fare nuove osservazioni e dal pensare con originalità. La scienza è una continua esplorazione e rinnovamento di idee. Proprio come le ipotesi di Darwin hanno aggiunto ricchezza al pensiero scientifico, così la storia della falena pezzata è un eccellente insegnante dell’evoluzione del processo scientifico.
vedi anche Camuffamento; Variazione genetica in una popolazione; Allevamento selettivo.
Nancy Weaver
Bibliografia
Burton, Dr. Maurice, e Robert Burton, eds. International Wildlife Encyclopedia, Vol. 13. New York: Marshall Cavendish, 1969.
Holdrege, Craig. “Il caso dell’illusione della falena pezzata”. Whole Earth Spring (1999):66.
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