Генри Бернард Дэвис Кеттелвелл: Исследования индустриального меланизма и эволюции перечной мотылька.
Bernard Kettlewell
Генри Бернард Дэвис Кеттелвелл (1907-1979) – британский генетик и энтомолог, изучавший эволюцию березового со́вки. Классический пример естественного отбора и индустриального меланизма.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Британский лепидоптерист (1907–1979)
British lepidopterist (1907–1979)
Генри Бернард Дэвис Кеттлвелл (24 февраля 1907 – 11 мая 1979) был британским генетиком, лепидоптеристом и врачом, проводившим исследования влияния промышленного меланизма на окраску березового пяде́нницы (Biston betularia), показавшие, почему мотыльки темнее в загрязнённых районах. Этот эксперимент считается классической демонстрацией естественного отбора в действии. После прямой видеозаписи эксперимента с Нико Тинбергеном, Сеуолл Райт назвал исследование «наиболее очевидным случаем, когда наблюдался явный эволюционный процесс».
Henry Bernard Davis Kettlewell (24 February 1907 – 11 May 1979) was a British geneticist, lepidopterist and medical doctor, who performed research on the influence of industrial melanism on peppered moth (Biston betularia) coloration, showing why moths are darker in polluted areas. This experiment is cited as a classic demonstration of natural selection in action. After live video record of the experiment with Niko Tinbergen, Sewall Wright called the study as "the clearest case in which a conspicuous evolutionary process has actually been observed."
Ранние годы
Кеттлвелл родился в Хоудене, Йоркшир, и получил образование в школе Чартерхаус. В 1926 году он изучал медицину и зоологию в Колледже Гонвилла и Кая, Кембридж. В 1929 году он начал клиническую практику в больнице Святого Варфоломея в Лондоне, а в 1935 году присоединился к общей медицинской практике в Кранли, Суррей. Он также работал анестезиологом в больнице Святого Луки в Гилфорде. Во время Второй мировой войны, с 1939 по 1945 год, он служил в Службе экстренной медицинской помощи в Военной больнице Уокинга. В 1949 году он эмигрировал в Южную Африку, где до 1954 года работал исследователем в Международном центре борьбы с саранчой при Кейптаунском университете, изучая методы борьбы с саранчой и участвуя в экспедициях в пустыню Калахари, лес Книсна, Бельгийское Конго и Мозамбик. Наиболее известен он своими экспериментами по выпуску и повторному отлову меченых мотыльков в загрязненных лесах Бирмингема и в незагрязненных сельских лесах Диненд Вуд, Дорсет, Англия. Он экспериментально продемонстрировал эффективность естественного отбора как эволюционной силы: светлые мотыльки более заметны для хищников, чем темные, в промышленных районах, где растительность затемнена загрязнением, в то время как в незагрязненных сельских районах, где растительность светлее, темные мотыльки более заметны, а светлые лучше выживают. Его эксперимент способствовал лучшему пониманию индустриального меланизма и его влияния на эволюцию видов и может рассматриваться как важный пример городской эволюции.
Kettlewell was born in Howden, Yorkshire, and educated at Charterhouse School. During 1926 he studied medicine and zoology at Gonville and Caius College, Cambridge. During 1929 he began clinical training at St Bartholomew's Hospital, London, then during 1935 joined a general medical practice in Cranleigh, Surrey. He also worked as an anaesthetist at St. Luke's Hospital, Guildford. During World War II, from 1939 to 1945, he worked for the Emergency Medical Service at Woking War Hospital. He emigrated to South Africa during 1949, and from then until 1954 was a researcher at the International Locust Control Centre at Cape Town University, investigating methods of locust control and going on expeditions to the Kalahari Desert, the Knysna Forest, the Belgian Congo, and Mozambique. Most famously he then performed experiments involving releasing and then recapturing marked moths in polluted woodlands in Birmingham, and in unpolluted rural woods at Deanend Wood, Dorset, England. He demonstrated experimentally the efficiency of natural selection as an evolutionary force: light coloured moths are more conspicuous than dark coloured ones in industrial areas, where the vegetation is darkened by pollution, and are therefore easier prey for birds, but are less conspicuous in unpolluted rural areas, where the vegetation is lighter in colour, and therefore survive predation better. His experiment resulted in better understanding of industrial melanism and its effects on the evolution of species, and can be seen as an important example of urban evolution.
Критика
Джей. Б. С. Холдейн полагал, что Кеттлвелл попытался использовать результаты собственных наблюдений Холдейна, сделанных еще в 1924 году, касающиеся статистической вероятности скорости перехода от светлых к меланистическим формам березового пяде́вника. В 1961 году Холдейн и его аспирантка (а впоследствии жена) Хелен Спервей рассказали канадскому лепидопте́рологу Гэри Боттингу, что они сомневались в данных Кеттлвелла, поскольку они слишком "точно" соответствовали статистическим расчетам Холдейна 1924 года. Боттинг и Холдейн в то время придерживались мнения, что в данном случае действовал какой-то генетический механизм, отличный от хищничества птиц. Однако, см. также переоценку взглядов Холдейна. Основной аргумент был выдвинут Теодором Дэвидом Сарджентом, профессором зоологии Массачусетского университета в Амхерсте. Он сообщил, что в 1965–1969 годах он пытался провести аналогичный эксперимент и обнаружил, что птицы не проявляют предпочтений к пяде́вникам на черных или белых стволах деревьев. Он подозревал, что Кеттлвелл приучил птиц собирать пяде́вников на стволах деревьев, где они обычно не встречаются. В книге утверждается, что полевые записи Кеттлвелла так и не были найдены, а его эксперименты были сфальсифицированы, повторяя обвинения Сарджента в том, что экспериментальные фотографии были подделаны путем размещения мертвых пяде́вников на бревне. Она обвиняет Форда в том, что он был ярым дарвинистом, который эксплуатировал зависимость Кеттлвелла, и критикует ученых в целом за их доверчивое и предвзятое принятие эволюции. В рецензии в EMBO Reports книга описывается как "захватывающий рассказ Хупер о публичной и частной жизни группы убежденных и влиятельных эволюционистов, которые способствовали этому позорному эпизоду в изучении эволюции". Книга также широко цитируется креационистами. Однако различные утверждения Хупер были опровергнуты научным сообществом: Дэвид В. Рудж резюмировал, что "ни один из аргументов Хупер не выдерживает тщательного анализа" и что все "эти обвинения необоснованны и основаны на фундаментальном непонимании природы науки как процесса".
J. B. S. Haldane was of the opinion that Kettlewell had attempted to capitalise on Haldane's own observations, made as early as 1924, of the statistical probability of rate of change from light to melanic forms of the peppered moth. In 1961, Haldane and his graduate student (and later wife) Helen Spurway told Canadian lepidopterist Gary Botting that they questioned Kettlewell's data since it too "nicely" approximated Haldane's 1924 statistical calculations. Botting and Haldane at that time shared the opinion that some genetic mechanism other than bird predation was at work. However see also for a re appraisal of Haldane's views. The major argument was made by Theodore David Sargent, professor of zoology at the University of Massachusetts at Amherst. He reported that during 1965–1969 he attempted to perform similar experiment, and found that birds did not have preference on moth on either black or white tree trunks. He suspected that Kettlewell trained the birds to pick moths on tree trunk, where they were not normally present. in which she claims that Kettlewell's field notes could never be found and his experiments were fraudulent, reiterating Sargent's allegations that the experimental photographs were faked by planting dead moths on a log. She accuses Ford of being a Darwinian zealot who exploited Kettlewell's servitude and criticises scientists in general for credulous and biased acceptance of evolution. A review in EMBO Reports describes the book as "Hooper's exhilarating account of the public and private lives of an opinionated and powerful group of evolutionists, who contributed to this shameful episode in the study of evolution." The book has also been widely quoted by creationists. However, Hooper's various allegations have been refuted by the scientific community: David W Rudge summarised that "none of Hooper's arguments is found to withstand careful scrutiny" and that all "these charges are baseless and stem from a fundamental misunderstanding of the nature of science as a process."
Дальнейшие исследования, оправдывающие работу Кеттлвелла
Эксперименты Кеттлвелла были подтверждены масштабными исследованиями, и генетические детали эволюционного процесса установлены. Майкл Маджерус провёл обширные эксперименты, изучая бабочек в естественной среде обитания, чтобы повторно оценить результаты экспериментов Кеттлвелла в свете возникших вопросов. Его работа, опубликованная посмертно в 2012 году, предоставила новые данные, которые опровергли критику и подтвердили методологию Кеттлвелла. Их анализ подтвердил вывод Кеттлвелла о том, что дифференциальный отбор, осуществляемый птицами, использующими зрение для поиска добычи, был достаточен для объяснения изменений в меланизме, и что это демонстрирует эффективность естественного отбора как эволюционной силы.
Kettlewell's experiments have been vindicated by elaborate research, and the genetic details of the evolutionary process established. Michael Majerus carried out extensive experiments, examining moths in the wild, to re examine the findings of Kettlewell's experiments in the light of subsequent questions. His work, published posthumously in 2012, provided new data which answered criticisms and validated Kettlewell's methodology. Their analysis reaffirmed Kettlewell's conclusion that differential selection by birds using their eyesight to find prey was sufficient to explain the changes in melanism, and that this demonstrated the effectiveness of natural selection as an evolutionary force.