Pepparfjäril (Biston botularia ) är en diskret medlem av familjen Geometridae, en nattflygande art som man tror tillbringar dagarna med att vila kamouflerad bland lavar som växer på trädstammar. Nattfjärilens dominerande form har vita vingar, ”pepprade” med svarta prickar eller svaga svarta linjer, perfekt för att smälta in i sin trädbarkmiljö. Mindre vanligt är en variant, carbonaria, som är en svartvingad nattfjäril med ökade nivåer av melanin (svart pigment) som orsakar färgförändringen. Den pepprade nattfjärilen har kommit att spela en betydande roll i två viktiga historier inom vetenskapen.
År 1859 föreslog den brittiske naturforskaren Charles Darwin en evolutionsteori i sin bok On the Origin of Species (Om arternas uppkomst). Han baserade sin teori på tre observationer som han gjorde när han samlade in data om växter och djur under en femårig resa runt jorden med undersökningsfartyget Beagle: att levande varelser varierar, att de kan föra sina egenskaper vidare och att de är involverade i en kamp för överlevnad som gynnar genetiska mutationer som är bättre anpassade till miljön.
Fossilregistret är lockande fullt av vad som tycks vara gradvisa förändringar från ett mineraliserat skelett till ett annat, vilket kartlägger arternas utveckling. Det enda problemet med Darwins teori var att det inte fanns några bevis för naturligt urval i praktiken. I mitten av 1800-talet inträffade sedan ett fenomen som tycktes bevisa det naturliga urvalet på ett obestridligt sätt. En liten mal som brukar kallas pepparmal, som är vanlig i de brittiska skogarna, genomgick dramatiska färgförändringar i samband med att föroreningarna gjorde att himlen blev mörkare. I takt med att den industriella revolutionen fortskred i Storbritannien och täckte städer och landsbygd med sot, svärtade trädstammar och dödade lavar, ökade den melaniska, eller svarta, varianten av nattfjärilen i antal och den ursprungliga pepprade varianten försvann i stort sett helt. Fotografier av de två typerna av nattfjärilar på sotad och ren trädbark var ett dramatiskt bevis på kamoufleringsförmågan, och experiment visade tydligt att fåglar föredrog de okamouflerade nattfjärilarna när de fick ett val. Industriell melanism var namnet på detta exempel på evolutionär anpassning till rökig luft.
På 1950-talet uppfödde biologen H. B. D. Kettlewell från Oxfords universitet pepparfjärilar i ett laboratorium och släppte ut nära tusen av dem i förorenade och icke-förorenade skogar. När malarna återfångades flera nätter senare fanns det en tydlig korrelation mellan fler svarta malar i de mörka skogarna och fler vita i de rena. Kettlewell släppte vidare hundratals nattfjärilar på barken av mörka och ljusa träd i gryningen och fotograferade fåglar som åt de mer iögonfallande arterna. Han drog följande slutsats: ”Effekterna av det naturliga urvalet på industriell melanism för crypsis (kamouflage) i sådana områden kan inte längre ifrågasättas. Fåglar agerar som selektiva agenter i enlighet med evolutionsteorin. Om Darwin hade observerat industriell melanism skulle han ha sett att evolutionen inte skedde inom tusentals år utan på tusentals dagar.” (Holdrege 1999, s. 66) På 1970-talet, efter antagandet av lagstiftning som resulterade i renare luft, minskade populationen av mörka nattfjärilar och de ljusa gjorde en dramatisk comeback. Detta verkade vara ett bevis för naturligt urval.
Också under 1970-talet presenterades några överraskande bevis av den brittiske biologen Cyril Clarke som ifrågasatte en del av den tidigare forskningen som gällde den pepprade nattfjärilen. Under tjugofem års studier av den pepprade nattfjärilen hittade Clarke endast två i dagsljus. Nattfjärilen är notoriskt svår att hitta och i själva verket vet ingen var den lever på dagen, men den befinner sig definitivt inte på trädens nedre stammar. Den är nattlig och dess främsta rovdjur är fladdermöss. Alla de pepparmotar som man experimenterade med hade samlats in i fällor på natten, och många av dem som ätits från trädstammar hade limmats fast på träden där de hittades av opportunistiska fåglar. De som inte var limmade hade släppts tidigt på morgonen när de vanligtvis somnade på barken. Ytterligare förvirrande för den tidigare forskningen var upptäckten att en ökning av den ursprungliga pepparkaksvarianten runt både Liverpool och Detroit, Michigan, inträffade trots att det inte skedde någon ökning av de mörka lavar som antogs vara deras gömställen.
Historien om forskningen om pepparkaksfjärilar är en påminnelse om hur starkt människor ser vad de letar efter. Kettlewells fältexperiment visade att fåglar livnär sig på nattfjärilar som släpps ut på trädstammar företrädesvis beroende på graden av kamouflage. Eftersom nattfjärilar normalt inte finns på lägre trädstammar under dagen, skapade detta experiment, som alla experiment gör, en konstgjord situation och verkade sedan bevisa en hypotes. Vissa evolutionsforskare som Stephen Jay Gould är mycket kritiska till forskarnas ovilja att överväga alternativa koncept. Om Kettlewell inte hade varit så övertygad om sanningen om fågelpredation hade han kanske varit mer villig att ifrågasätta sina resultat. När forskare har ett okritiskt accepterande av en viss teori finns det en verklig risk för att man ser vad man tror och förvandlar vetenskapen till en dogm. Dogmatisk kunskap, att lära ut vad som bara är en åsikt som ett absolut faktum, är motsatsen till vetenskapens grundläggande princip om observation och ifrågasättande.
Biologen Craig Holdrege anser att i stället för att använda experiment som ett sätt att bevisa eller motbevisa en idé, skulle vetenskapsmännen kunna komma att se dem som ett sätt att interagera med fenomenen. För att hålla vetenskapen levande måste vetenskapsmännen komma ihåg att vara medvetna om sina egna förutfattade meningar och vara försiktiga med att dra generella slutsatser av en specifik och konstruerad händelse. Experiment hjälper forskarna att klargöra idéer och formulera nya frågor. Som sådana blir de mer en startpunkt än ett mål. Historien om pepparmot pekar på behovet av mycket mer grundläggande naturhistoriska observationer, hur svårt det än är. Var vilar nattfjärilen på dagen? Hur långt flyger den? Vad äter larverna och kan melanismen vara en effekt av en förändring i larvens diet?
Den pepprade nattfjärilen är en påminnelse om att vetenskapen är en utvecklingsprocess. Livskraft kommer från att tvivla på konventionella dogmer, göra nya observationer och tänka med originalitet. Vetenskap är en pågående utforskning och förnyelse av idéer. Precis som Darwins hypoteser bidrog till det vetenskapliga tänkandets rikedom, så är berättelsen om den pepprade nattfjärilen en utmärkt lärare i den vetenskapliga processens utveckling.
Se även Camouflage; Genetisk variation i en population; Selektiv avel.
Nancy Weaver
Bibliografi
Burton, Dr. Maurice, and Robert Burton, eds. International Wildlife Encyclopedia, Vol. 13. New York: Marshall Cavendish, 1969.
Holdrege, Craig. ”Fallet med illusionen om den pepparade malmötena”. Whole Earth Spring (1999):66.