Кіріспе

Көбелектің түрлері

Көбелек – жәндік.

Бұқтырық көбелек (Biston betularia) – орташа белдеуде тіршілік ететін, түнде ұшатын көбелек түрі. Ол негізінен Солтүстік жарты шарда Азия, Еуропа және Солтүстік Америка сияқты аймақтарда кездеседі. Бұқтырық көбелектің эволюциясы – популяциялық генетика мен табиғи іріктеудің мысалы. Бұқтырық көбелектің күшіктері бұтақтың пішінін ғана емес, түсін де қайталайды. Жақындағы зерттеулер көрсеткендей, күшіктер өз терісі арқылы бұтақтың түсін сезіп, денелерінің түсін қоршаған ортаға сәйкес келтіріп, хищниктерден қорғанады.

Сипаттама

Қанатының ені 45 мм-ден 62 мм-ге дейін (орташасы 55 мм). Денесі салыстырмалы түрде мықты, ал алдыңғы қанаттары салыстырмалы түрде тар және созылған. Қанаттары ақ түсті, қара нүктелермен "себілген" және көлденең сызықтары қара түсті, олар аз-көп айқынды келеді. Бұл көлденең қанат сызықтары мен "себілген" дақтар (көріністер) сирек жағдайларда сұр немесе қоңыр болуы мүмкін; дақтардың өрнегі, әсіресе өте сирек кездесетін жағдайларда, кейде қоңыр және қара/сұр түстің араласуынан құралады. Қара нүктелердің мөлшері әртүрлі, кейбір мысалдарда олар дерлік байқалмайды, ал басқаларында олар соншалықты тығыз болады, қанаттар ақ нүктелермен себілген қара түсті болып көрінеді. Еркектердің мұртшалары күшті бипектинатты. Проут (1912–16) түрлері мен туыстас түрлері туралы мәлімет береді.

Экология және тіршілік циклі

Ұлыбритания мен Ирландияда қымызқұйрық көбелектері бір буынды (яғни жылына бір ұрпақ), ал Солтүстік Американың оңтүстік-шығысында екі буынды (жылына екі ұрпақ) болады. Лепидоптерлердің өмірлік циклі төрт кезеңнен тұрады: жұмыртқалар, бірнеше личинка сатылары (қазқырындар), топырақта қыстайтын қуыршақтар және ересек көбелектер. Күндіз көбелектер әдетте ағаштарда демалады, онда оларды құстар жеп қояды. Қазқырындар бұтақтарға ұқсайды, түсі жасылдан қоңырға дейін өзгеріп тұрады. Тарихи деректер бойынша, бұл Эдвард Багналл Пултонның 1887 жылғы еңбегінде қарсы көлеңке арқылы жасырынып, жалпақ көріну үшін камуфляждалған алғашқы жануарлардың бірі болды (көлеңке – заттарды көлемді етіп көрсететін негізгі визуалдық белгі). Зерттеулер көрсеткендей, қазқырындар өз терісімен бұтақтың түсін сезіне алады және денесінің түсін айналадағы ортамен үйлестіріп, хищниктерден қорғанады. Осындай камуфляждау қабілеті баспаяқтыларда, хамелеондарда және кейбір балықтарда да кездеседі, бірақ қазқырындардағы бұл түс өзгерісі өте баяу болады.

Нысандардағы кіріспе

Қамырлы күбәләктің бірнеше меланикалық және меланикалық емес морфтары бар. Бұл генетикалық түрде анықталады. Белгілі бір түсті морфты түр атауынан кейін «morpha морф атауы» түрінде стандартты жолмен көрсетуге болады. Бұл айырмашылықтарды егжей-тегжейлі сипаттау үшін «form» әдісін қолдану да кең таралған практика. Бұл морфтар әдебиетте кездескенде жиі кездейсоқ түрге жатқызылады. «f.» (форма) немесе морфаны қоспау таксонның форма емес, субэспай түрі екенін білдіреді, мысалы, Biston betularia carbonaria, Biston betularia f. carbonaria орнына. Сирек жағдайларда морфтар түр мәртебесіне көтерілген, мысалы, Biston carbonaria. Осы екі жағдайдың кез келгені қамырлы күбәленің эволюциясында түрлену болған деген жаңылыс пікірге әкелуі мүмкін. Бірақ бұл дұрыс емес; әр морфтың жекелеген өкілдері өзара шағылысып, барлық басқа морфтардың өкілдерімен құнарлы ұрпақ береді, сондықтан тек бір ғана қамырлы күбәле түрі бар. Керісінше, бір түрдің әртүрлі субэспайлары теориялық тұрғыдан бір-бірімен шағылыса алады және толық құнарлы әрі сау ұрпақ береді, бірақ іс жүзінде олар әртүрлі аймақтарда өмір сүретіндіктен немесе әртүрлі маусымдарда көбейеді. Нағыз түрлер құнарлы және сау ұрпақ бере алмайды, немесе бір-бірінің ұсыну белгілерін тани алмайды, немесе екеуі де. Еуропалық селекциялық тәжірибелер көрсеткендей, Biston betularia betularia түрінде морфа carbonaria-ны тудыратын меланизм аллелі бір локуспен басқарылады. Меланикалық аллель меланикалық емес аллельге басым. Дегенмен, бұл жағдай морфа medionigra-ның ажыратылмастан бірдей морфтарын тудыратын тағы үш аллельдің болуымен біршама күрделі. Бұл аралық басымдыққа ие, бірақ бұл толық емес (Majerus, 1998).

Нысан атаулары

Еуропа континентінде үш морф кездеседі: ақ морф типика (син. морфа/ф. betularia), қара меланистік морф карбонария (син. doubledayaria) және аралық форма – medionigra. Ұлыбританияда әдеттегі ақ морф типика деп аталады, меланикалық морф карбонария, ал аралық фенотип инсулярия деп аталады. Солтүстік Америкада қара морф – морфа светтария. Biston betularia cognataria-да меланикалық аллель (морфа светтарияны тудыратын) меланикалық емес аллельге ұқсас басымдық көрсетеді. Сондай-ақ аралық морфтар да бар. Жапонияда меланикалық морфтар тіркелмеген, барлығы да морфа типика болып табылады.

Эволюция

Соңғы екі жүз жыл ішінде қымызқұйрықты күбәләктің эволюциясы егжей-тегжейлі зерттелді. Осы кезеңнің басында, қауырсынды көбелектердің басым көпшілігі ашық түсті қанаттар үлгісіне ие болды, бұл оларды ашық түсті ағаштар мен лишайниктерге қарсы тиімді жасырды. Алайда, Англиядағы өнеркәсіптік революция кезінде кең таралған ластану салдарынан көптеген лишайлар қырылды, ал қымызқұйрықты көбелектер тынығатын ағаштар күйеге қарап, ашық түсті көбелектердің көпшілігі, немесе типика, жыртқыштардың шабуылынан қырылды. Сонымен қатар, қараңғы түсті немесе меланикалы көбелектер, карбонария, өркендеді, өйткені олар қараңғы ағаштарда жасырына алды. Содан бері, экологиялық жағдайлардың жақсаруына байланысты ашық түсті қымызқұйрықты көбелектер қайтадан көптеп кездесе бастады, ал қымызқұйрықты көбелектердің популяциясындағы күрт өзгеріс зерттеушілердің қызығушылығын тудырып, көптеп зерттелді. Бұл "индустриялық меланизм" терминінің пайда болуына әкелді, ол ластаушы заттарға жауап ретінде түрлердің генетикалық қараңғылануын білдіреді. Адаптацияның салыстырмалы түрде қарапайым және түсінуге оңай болғандықтан, қымызқұйрықты көбелек табиғи іріктеуді түсіндіру немесе көрсету үшін бейтаныс адамдар мен сынып оқушыларына симуляциялар арқылы қолданылатын кең таралған мысалға айналды. Карбонарияның алғашқы морфын 1848 жылы Манчестерде Эдлстон тіркеген, ал кейінгі жылдары оның саны артты. Бернард Кеттлвелл жүргізген жыртқыштарға қатысты эксперименттер селекцияның себебі карбонария морфын аулайтын құстар екенін анықтады. Келесі эксперименттер мен байқаулар осы құбылыстың бастапқы эволюциялық түсіндірмесін растады.

Меланизмнің генетикалық негізі

Индустриялық меланизмнің эволюциясы кортекс генінің бірінші интронына жылдам жылжушы элементтің енуіне байланысты екені көрсетілді, бұл қанаттардың даму кезінде экспрессияланатын кортекс транскриптінің мөлшерінің артуына әкелді.