Evolución de la polilla moteada (Biston betularia)

El melanismo ha aparecido en las poblaciones europeas y norteamericanas de la polilla del pimiento. La información sobre el aumento inicial de la frecuencia del melanismo es escasa. Se sabe mucho más sobre la posterior caída de la frecuencia del fenotipo, porque se midió con trampas para polillas.

En 1811 se encontró una polilla negra de la pimienta, una rareza, sin duda causada por una mutación genética. En 1864, la forma "carbonaria", más oscura, era la más común en Manchester. En 1895, alcanzó una frecuencia del 98% en Manchester.

Desde aproximadamente 1962 hasta la actualidad, la frecuencia del fenotipo de la carbonaria ha disminuido de forma constante. Su descenso se ha medido con más precisión que su aumento, gracias a la realización de mejores estudios científicos. Bernard Kettlewell realizó un estudio nacional en 1956, Bruce Grant llevó a cabo uno similar a principios de 1996 y L.M. Cook en 2003.

En América se han encontrado resultados similares. En Japón no se han encontrado formas melánicas. Esto puede deberse a que las polillas de la pimienta en Japón no viven en regiones industrializadas.

En 1896, J.W. Tutt sugirió que el aumento de la proporción de carbonaria se debía a la depredación diferencial de las aves. Esto significaba que los pájaros cogían más polillas de color claro en las zonas oscuras, y más polillas de color oscuro en las zonas claras. Se han realizado varios experimentos sobre la depredación de la polilla de la pimienta, y cada uno de ellos ha apoyado esta hipótesis.

Los experimentos más famosos sobre la polilla de la pimienta fueron realizados por Bernard Kettlewell bajo la supervisión de E.B. Ford. En uno de los experimentos de Kettlewell, las polillas se soltaron en una gran pajarera (18 m por 6 m), donde se alimentaron de los herrerillos (Parus major). En 1953, Kettlewell experimentó en la Reserva Natural de Cadbury, en Birmingham. Marcó, liberó y recapturó las polillas marcadas. Comprobó que, en los bosques contaminados, se tomaban más morfos típicos. Esto demostró que el fenotipo melánico era importante para la supervivencia de las polillas de la pimienta en ese hábitat. Kettlewell repitió el experimento en 1955 en un bosque no contaminado de Dorset, y de nuevo en bosques contaminados de Birmingham. Le acompañó Niko Tinbergen, y grabaron una película al respecto. Otros estudios posteriores obtuvieron resultados similares. Finalmente, en 1996, los trabajos realizados a ambos lados del Atlántico encontraron una correlación entre los cambios en las frecuencias melánicas y los niveles de contaminación.

Un experimento de campo en biología siempre tendrá algo de artificialidad, pero eso tiene que equilibrarse con la practicidad y los costes. El aspecto más importante es que el experimento proporcione información útil. Los únicos experimentos anteriores de este tipo fueron los de R.A. Fisher y E. B. Ford con la polilla tigre escarlata.

Experimentos posteriores

En el año 2000, Majerus elaboró planes para nuevos experimentos. En el experimento principal realizado en Cambridge entre 2001 y 2007, Majerus añadió un experimento para averiguar si la depredación por parte de los murciélagos podría haber sesgado los resultados. Observó que varias especies de aves depredaban las polillas. Los datos globales le llevaron a concluir que la depredación diferencial por parte de las aves era el principal factor responsable del descenso de la frecuencia de la carbonaria en comparación con la typica en Cambridge durante el periodo de estudio. Describió sus resultados como una completa reivindicación de la historia de la polilla del pimiento, y dijo: "Si el ascenso y la caída de la polilla del pimiento es uno de los ejemplos más impactantes visualmente y más fáciles de entender de la evolución darwiniana en acción, debería enseñarse. Al fin y al cabo, es la prueba de la evolución".

Majerus murió antes de poder completar la redacción de sus experimentos, pero el trabajo fue continuado por otros. En el documento se dice que "estos datos proporcionan la evidencia más directa hasta ahora para implicar el camuflaje y la depredación de las aves como la explicación primordial para el aumento y la caída del melanismo en las polillas". Los nuevos datos, junto con el peso de los datos anteriores, muestran que "el melanismo industrial en la polilla del pimiento sigue siendo uno de los ejemplos más claros y fáciles de entender de la evolución darwiniana en acción".

Las orugas de Biston betularia también se presentan en dos formas, cada una adaptada a una situación diferente. Desarrollan colores corporales que coinciden con las ramitas marrones o verdes de su planta huésped. Esto se consigue mediante un mecanismo llamado polifenismo. El polifenismo es un tipo de polimorfismo en el que diferentes formas de un animal son causadas por el mismo genoma. El animal hereda la capacidad, pero el entorno determina qué forma se desarrolla. Esto contrasta con el polimorfismo genético de los adultos, donde cada morfo (forma) hereda un genoma ligeramente diferente.

El polifenismo se produce cuando el animal hereda un interruptor de desarrollo. El interruptor es sensible a algún indicio o desencadenante del entorno. En este caso, los investigadores descubrieron que la experiencia visual desencadenaba una correspondencia precisa de los colores.

"Su color corporal inducido... coincidía con la longitud de onda de la luz a la que estaban expuestas... el potencial para cambiar de color se mantiene hasta el último (sexto) estadio larvario. Dada su amplia gama de hospedadores, este polifenismo de color inducido directamente probablemente proporciona a las orugas una fuerte protección contra la depredación de las aves".

• Genética ecológica
• Polimorfismo
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