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動物行為/胡椒蛾研究

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胡椒蛾 (Biston betularia)

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Biston betularia f. typica,白色胡椒蛾。

在一百年內(1850 年至 1950 年),胡椒蛾(Biston betularia)的白色斑點形式幾乎完全被黑色形式取代。黑色形式似乎最適合在汙染物積聚在森林樹幹上的煤煙中生存,因為這些蛾子可以與它們在樹上的休息區域融為一體。由於胡椒蛾的白色斑點形式在這種環境中不再占主導地位,因此它們很容易被發現併成為獵物。這是如何發生的?許多動物都有反捕食者適應。適應被定義為“由於自然選擇而傳播的遺傳性狀,並且透過選擇一直保持到今天,或者由於自然選擇而相對於其他性狀正在傳播(Alcock,2001)。” 反捕食者適應表明,一種遺傳性狀,使生物體能夠透過尋找覆蓋物來隱藏自己以躲避捕食者,已經透過自然選擇而傳播,這是由於繁殖成功。H.B.D. Kettlewell 對胡椒蛾進行的實驗以及 R.J. Howlett 和 M.E.N. Majerus 進行的實驗都證明了胡椒蛾對樹木上休息地點的偏好是反捕食者適應。

1955 年,H.B.D. Kettlewell 發表了他關於胡椒蛾的研究:鱗翅目工業黑化選擇實驗。Kettlewell 假設,由於白色斑點形式的胡椒蛾很容易在覆蓋著煤煙的樹木上被發現,因此它們更容易被吃掉。他的研究表明,人類很容易識別的蛾子更容易受到鳥類的捕食。白色斑點形式比黑色形式在汙染環境中更容易受到捕食。

Howlett 和 Majerus 在他們的研究中進一步檢驗了這一假設:胡椒蛾工業黑化的理解,出版於 1987 年。他們透過將 50 只白色斑點和黑色形式的胡椒蛾釘在淺色和深色樹幹上進行測試。

汙染(黑暗)林地中的蛾子

白色斑點形式:(30/50) x 100 = 60% 黑色形式:(20/50) x 100 = 40%

60% - 40% = 20% 白色斑點形式的捕食率比黑色形式在汙染的林地中高 20%。

非汙染(淺色)林地中的蛾子

白色斑點形式:(15/50) x 100 = 30% 黑色形式:約 (30/50) x 100 = 60%

60% - 30% = 30% 黑色形式的捕食率比白色斑點形式在非汙染的林地中高 30%。


他們的研究表明,在汙染的林地中,白色斑點形式的捕食率比黑色形式高 20%。在非汙染的林地中,黑色形式的捕食率比白色斑點形式高 30%。

除了捕食率的差異之外,他們的研究還表明,在汙染和非汙染環境中,位於樹枝關節而不是樹幹上的蛾子不太可能被捕食。

Howlett 和 Majerus 表明,當白色斑點形式的蛾子停留在汙染(黑暗)的樹木上時,它們更容易受到捕食。黑色形式具有更大的生存和繁殖機會,因為它們不太可能在覆蓋著煤煙的樹木上被發現,這與 Kettlewell 多年前發現的結論相同。他們的實驗證明,黑色形式是一種反捕食者適應,這就是為什麼白色斑點形式變得如此稀有的原因。黑色形式已成為汙染林地中生存和繁殖的優勢性狀。

參考文獻

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  • Alcock, John. 動物行為:進化方法,第七版。馬薩諸塞州:辛諾爾聯合公司,2001 年
華夏公益教科書