De gepeperde mot (Biston botularia ) is een onopvallend lid van de familie Geometridae, een nachtvliegende soort die zijn dagen doorbrengt gecamoufleerd tussen de korstmossen die op boomstammen groeien. De overheersende vorm van de mot heeft witte vleugels, “gepeperd” met zwarte vlekken of vage zwarte lijnen, perfect om op te gaan in zijn omgeving van boomschors. Minder algemeen is een variant, carbonaria, die een zwart gevleugelde mot is, met verhoogde niveaus van melanine (zwart pigment) die de kleurverandering veroorzaken. De pepermot is een belangrijke rol gaan spelen in twee belangrijke verhalen in de wetenschap.
In 1859 stelde de Britse natuuronderzoeker Charles Darwin een evolutietheorie voor in zijn boek On the Origin of Species. Hij baseerde zijn theorie op drie waarnemingen die hij deed tijdens het verzamelen van gegevens over planten en dieren tijdens een vijf jaar durende reis rond de wereld in het onderzoeksschip Beagle: dat levende dingen variëren, dat zij hun kenmerken kunnen doorgeven, en dat zij betrokken zijn bij een strijd om te overleven die genetische mutaties begunstigt die beter aan hun omgeving zijn aangepast.
Het fossielenbestand staat verleidelijk vol met wat geleidelijke veranderingen lijken te zijn van het ene gemineraliseerde skelet naar het volgende, waarmee de evolutie van soorten in kaart wordt gebracht. Het enige probleem met Darwin’s theorie was dat er geen bewijs was van natuurlijke selectie in actie. Toen, in het midden van de 18e eeuw, deed zich een fenomeen voor dat onweerlegbaar natuurlijke selectie leek te bewijzen. Een kleine mot, de pepermot genoemd, die veel voorkomt in de Britse bossen, onderging dramatische kleurveranderingen met de komst van de door vervuiling verduisterde lucht. Naarmate de industriële revolutie in Groot-Brittannië voortschreed, waarbij steden en platteland met roet werden bedekt, boomstammen zwart werden en korstmossen afsterven, nam de melanische, of zwarte, variëteit van de mot in aantal toe en verdween de oorspronkelijke gepeperde variëteit zo goed als. Foto’s van de twee soorten motten op roetige en schone boomschors leverden het dramatische bewijs van de kracht van camouflage, en experimenten toonden duidelijk aan dat vogels de ongecamoufleerde motten verorberden wanneer zij de keuze kregen. Industrieel melanisme was de naam die werd gegeven aan dit voorbeeld van evolutionaire aanpassing aan de rokerige lucht.
In de jaren vijftig kweekte de bioloog H.B.D. Kettlewell van de Universiteit van Oxford pepermotten in een laboratorium en liet bijna duizend van hen los in vervuilde en niet-vervuilde bossen. Toen de motten enkele nachten later werden teruggevangen, was er een duidelijk verband tussen meer zwarte motten in de donkere bossen en meer witte in de schone. Kettlewell liet verder honderden motten los op de schors van donkere en lichte bomen bij zonsopgang en fotografeerde vogels die de meer opvallende soorten aten. Hij concludeerde: “De effecten van natuurlijke selectie op industrieel melanisme voor crypsis (camouflage) in dergelijke gebieden kunnen niet langer worden betwist. Vogels fungeren als selectieve agenten zoals gepostuleerd door de evolutietheorie. Als Darwin industrieel melanisme had waargenomen, zou hij hebben gezien dat de evolutie zich niet in duizenden jaren, maar in duizenden dagen voltrok”. (Holdrege 1999, p. 66) In de jaren zeventig, na de invoering van wetgeving die tot schonere lucht leidde, nam de populatie van donkere motten af en maakten lichte motten een spectaculaire comeback. Dit leek het bewijs te leveren van natuurlijke selectie.
Ook in de jaren 1970 werd verrassend bewijs aangevoerd door de Britse bioloog Cyril Clarke die een aantal van de eerdere onderzoeken met betrekking tot de pepermot in twijfel trok. In vijfentwintig jaar studie van de pepermot, vond Clarke er slechts twee bij daglicht. De mot is algemeen bekend als moeilijk te lokaliseren en in feite weet niemand waar hij overdag leeft, maar hij zit zeker niet op de onderste stammen van bomen. De pepermot is een nachtvlinder en zijn voornaamste predatoren zijn vleermuizen. Alle motten waarmee werd geëxperimenteerd, werden ’s nachts in vallen verzameld en veel van de motten die van boomstammen werden gegeten, waren aan de bomen gelijmd waar zij door opportunistische vogels werden gevonden. De niet gelijmde motten werden in de vroege ochtend vrijgelaten, wanneer zij gewoonlijk op de schors in slaap vielen. Wat het eerdere onderzoek verder in de war bracht was de ontdekking dat een toename van de oorspronkelijke gepeperde variëteit rond zowel Liverpool als Detroit, Michigan, plaatsvond ondanks geen toename van de donkere korstmossen waarvan werd aangenomen dat ze hun schuilplaats waren.
De geschiedenis van het onderzoek naar de gepeperde mot is een herinnering aan hoe sterk mensen zien waar ze naar kijken. Kettlewell’s veldexperimenten toonden aan dat vogels zich voeden met motten die op boomstammen worden losgelaten, bij voorkeur op basis van de mate van camouflage. Aangezien de motten normaal overdag niet op lagere boomstammen te vinden zijn, creëerde dit experiment, zoals alle experimenten, een kunstmatige situatie en leek het vervolgens een hypothese te bewijzen. Sommige evolutionaire wetenschappers zoals Stephen Jay Gould zijn zeer kritisch over de onwil van onderzoekers om alternatieve concepten te overwegen. Als Kettlewell niet zo overtuigd was geweest van de waarheid van vogelpredatie, was hij misschien meer bereid geweest om zijn resultaten in twijfel te trekken. Wanneer wetenschappers een bepaalde theorie onkritisch aanvaarden, bestaat er een reëel gevaar dat men gaat zien wat men gelooft en dat wetenschap een dogma wordt. Dogmatische kennis, die wat slechts een mening is als absoluut feit aanleert, is de antithese van het basisprincipe van de wetenschap van observatie en vragen stellen.
Bioloog Craig Holdrege gelooft dat in plaats van experimenten te gebruiken als een manier om een idee te bewijzen of te weerleggen, wetenschappers ze zouden kunnen gaan zien als een manier om met verschijnselen in wisselwerking te treden. Om de wetenschap levendig te houden, moeten wetenschappers zich bewust zijn van hun eigen vooroordelen en op hun hoede zijn voor het trekken van algemene conclusies uit een specifieke en gekunstelde gebeurtenis. Experimenten helpen wetenschappers ideeën te verduidelijken en nieuwe vragen te formuleren. Als zodanig worden zij meer een startpunt dan een eindpunt. Het verhaal van de pepermot wijst op de noodzaak van veel meer fundamentele natuurhistorische observatie, hoe moeilijk dat ook is. Waar rust de mot overdag? Hoe ver vliegt hij? Wat eten de larven en kan het melanisme een effect zijn van een verandering in het dieet van de larven?
De pepermot is een herinnering dat wetenschap een evoluerend proces is. Vitaliteit komt van het twijfelen aan conventionele dogma’s, het doen van nieuwe waarnemingen, en denken met originaliteit. Wetenschap is een voortdurende verkenning en vernieuwing van ideeën. Net zoals Darwin’s hypotheses hebben bijgedragen aan de rijkdom van het wetenschappelijk denken, zo is het verhaal van de pepermot een uitstekende leermeester van de evolutie van het wetenschappelijk proces.
Zie ook Camouflage; Genetische Variatie in een Populatie; Selectief Fokken.
Nancy Weaver
Bibliografie
Burton, Dr. Maurice, en Robert Burton, eds. International Wildlife Encyclopedia, Vol. 13. New York: Marshall Cavendish, 1969.
Holdrege, Craig. “De zaak van de Peppered Moth Illusion.” Whole Earth Spring (1999):66.