Manchester, Birmingham ve Liverpool gibi İngiltere'nin başlıca
endüstriyel merkezlerinde yoğun bir kirlilik gözlendi. Aynı zamanda bu
şehirlerin çevresindeki ortamlarda yaşayan bazı bitki ve hayvanların
renklerinde farklılıklar kaydedildi...
18-19. yüzyıllarda İngiltere'de başlayan Sanayi Devrimi, insanlık
tarihinin en önemli dönüm noktalarından biri oldu. Fabrikaların
kurulması ve sanayi tesislerinin çoğalmasıyla, daha önce yaşanmamış bir
sorun olan hava kirliliği ortaya çıktı. Manchester, Birmingham ve
Liverpool gibi İngiltere'nin başlıca endüstriyel merkezlerinde yoğun bir
kirlilik gözlendi. Aynı zamanda bu şehirlerin çevresindeki ortamlarda
yaşayan bazı bitki ve hayvanların renklerinde farklılıklar kaydedildi. Lepidoptera (Kelebekler) takımının Geometridae (Mühendis kelebekleri) ailesine mensup Biston betularia türü kelebeklerdeki renk değişikliği de dikkat çekiciydi. Sanayi Devrimi öncesinde bu tür, büyük bir çoğunlukla üzerinde siyah noktalar olan açık gri renkli bireylerden oluşuyordu. (Bu nedenle "karabiberli kelebek" olarak da adlandırılır.) 1850'li yıllarda söz konusu türün koyu renkli bireyleri azınlıktaydı. Kimi araştırmacılara göre ilk koyu renkli form 1811'de, kimilerine göre ise 1848'de Manchester civarında yakalanmıştı. (M. Ridley, Evolution, 2nd edition, Cambridge (MA): Blackwell Science, 1996, s. 103.) Bu türün açık renkli bireyleri "tipik", koyu renklileriyse "melanik" şeklinde adlandırıldı. Daha sonraki yıllardaki gözlemler ise, popülasyon içinde koyu renkli formların çoğunluğu oluşturduğunu ortaya koydu. Öyle ki yüz yıl sonra, 1950'lerde bu bölgedeki kelebeklerin %90'ı melanik yani koyu renkliydi. (Çevre kirliliğini önleyici yasaların yürürlüğe girmesinin ve kirliliğin azalmasının ardından bu durum tersine döndü. Açık renkli bireyler, Sanayi Devrimi öncesinde olduğu gibi, popülasyonun çoğunluğunu teşkil etmeye başladı.)
Açık renkli bireylerden meydana gelen bir canlı popülasyonunun zaman içinde koyu renkli bir hale dönüşmesi olgusu, endüstri melanizmi olarak bilinir. Çoğu gececi kelebeklerde olmak üzere yaklaşık 100 endüstri melanizmi örneği bilimsel literatürde yer alır. (E.B. Ford, Ecological Genetics, 4th edition, Chapman and Hall, London, 1975, s. 329. 308 309) Kelebeklerin koyu renkli bir görünüm almalarına yol açan da melanin adlı bir proteindir. Aynı türe mensup iki kelebekten koyu renkli olan açık renkli olana kıyasla daha çok melanin üretir. (Bernard Kettlewell, The Evolution of Melanism, Oxford, Clarendon Press, 1973; Michael Majerus, Melanism: Evolution in Action, Oxford, Oxford University Press, 1998.)
Şunu da belirtmek gerekir ki kelebeklerdeki melanizme dair özellikle 19. yüzyıldan kalma istatistik veriler, yetersiz ve bugünün bilimsel standartlarına göre kusurludur. Bu konuda uzun yıllar araştırma yapan iki bilim adamı, William and Mary Üniversitesi'nden Bruce Grant ve Liverpool Üniversitesi'nden Sir Cyril Clarke söz konusu gerçeği şöyle ifade ederler:
"19. yüzyıl boyunca ve 20. yüzyılın ilk döneminde, birkaç kişi melanik oranların sayısal kayıtlarını tuttu; bu yüzden melanizmin artışı ve yayılışına ilişkin tablomuz üstünkörüdür." (Lee Spetner, Not By Chance!, The Judaica Press, New York, 1998, s. 66.)
Kelebeklerdeki renk değişimini ilk olarak İngiliz Biyolog James William Tutt, 19. yüzyılın sonunda, İngiliz Kelebekleri adlı kitabında inceledi. (Bruce Grant, Sir Cyril Clarke, "Industrial Melanism", Encyclopedia of Life Sciences, 2000, ğ.els.net.) Tutt'a göre, temiz ormanlık alanlardaki ağaçların gövdelerini örten açık renkli likenler üzerine konan tipik kelebekler daha az fark ediliyor; dolayısıyla kuşlar tarafından avlanmaktan kurtulmuş oluyorlardı. (Likenler, alg ve mantarlardan oluşan simbiyotik bitki topluluğudur.) Sanayi Devriminin ardından (kurum ve asit yağmurunun neden olduğu) kirlilikle beraber likenler ölmüş ve yerlerini renkleri koyulaşmış ağaç gövdelerine bırakmışlardı; böylece melanik formlar daha iyi kamufle olmuşlardı. Tutt, kelebeklerle beslenen kuşların daha belirgin, daha görülür bir hal alan açık renkli kelebekleri kolaylıkla avladıklarını; melanik formların ise sayıca çoğaldığını ileri sürdü. Diğer bir deyişle, "ortam şartları ve kuşlardan kaynaklanan doğal seleksiyonun neden olduğu evrimleşme" ile söz konusu olayı açıklamaya çalıştı.
J.W. Tutt'un iddiası ilk bakışta akla yatkın görünse de o yıllarda genel bir kabul görmemişti. Bunun nedeni, geceleri uçan gündüzleri ise ağaçlarda dinlenen bu kelebeklerin özellikle kuşlar tarafından avlandığına dair kesin bir kanıt olmamasıydı. Bu durum, böcek bilimci ve kuş bilimcilerin bahsi geçen teoriye şüpheyle bakmalarına yol açmıştı. (J.W. Tutt, British Moths, London, G. Routledge and sons, 1896.)
1920'li yıllarda, İngiliz Biyolog J.W. Heslop Harrison farklı bir teori geliştirdi. Bu teoriye göre hayvanlardaki melanizm, doğrudan doğruya havadaki kimyasal maddelerden kaynaklanıyordu. Harrison metalik tuz içeren yapraklarla beslediği çeşitli kelebek larvalarından melanik formlar ürettiğini açıkladı. (Jonathan Wells, "Second Thoughts about Peppered Moths", 1999, http://ğ.arn.org/docs/wells/jw_pepmoth.htm.) Harrison'un iddiası, Darwinizm'e karşı bir "meydan okuma" olarak değerlendirildi (J.W. Heslop Harrison, "Genetical studies in the moths of the geometrid genus Oporabia (Oporinia) with a special consideration of melanism in the Lepidoptera", Journal of Genetics, vol. 9, 1920, s. 195-280; J.W. Heslop Harrison, "The Experimental Induction of Melanism, and Other Effects, in the Geometrid Moth Selenia bilunaria esp.", Proceedings of the Royal Society of London B 117, 1935, s. 78-92.) ; ancak 1940'larda neo-Darwinizm'in doğuşuyla birlikte gözden düştü ve kelebeklerdeki melanizmin doğal seleksiyonun sonucu olduğu fikri geçerlilik kazandı.
Adı Sanayi Devrimi kelebekleri ile birlikte anılan araştırmacı ise, 1950'li yıllardaki çalışmalarıyla İngiliz böcek bilimci Bernard Kettlewell oldu. Oxford Üniversitesi'nden Kettlewell tarafından gerçekleştirilen bazı deneyler ve saha araştırmaları konuyu bilim dünyasının gündemine taşıdı. Tahmin edilebileceği gibi, Kettlewell evrimci bir araştırmacıydı ve evrime bir delil bulmak amacıyla yola çıkmıştı.
Prof. Kettlewell ilk deneyini bir kuşhanede yaptı. Kuşhaneye saldığı "karabiberli kelebekler"in öncelikle bir yere konduklarını, daha sonra ise kuşlar tarafından avlandıklarını dürbünle gözledi. Bu suretle kuşların dinlenme halindeki kelebekleri yakalayarak yediklerini tespit etti. (Bruce Grant, Sir Cyril Clarke, "Industrial Melanism", Encyclopedia of Life Sciences, 2000, ğ.els.net.322 323)
İkinci deneyinde, Kettlewell, açık ve koyu renkli yüzlerce kelebeği işaretledi ve hava kirliliğinden etkilenmiş ormanlık bir arazide gündüz vaktinde salıverdi. Kelebeklerin ağaçların gövdelerine konuşlandıklarını, kuşların daha belirgin olan kelebekleri daha kolay avladıklarını belirledi. Aynı gece kurduğu tuzaklar kanalıyla serbest bıraktığı 447 melanik kelebekten 123'ünü, 137 açık renkli kelebekten ise 18'ini tekrar yakaladı. Yani, oran bakımından koyu renklilerin %27.5'ini, açık renklilerin ise %13'ünü ele geçirdi. Böylece Kettlewell, evrim teorisinin öngördüğü tezi, endüstri melanizminin ve kuşların kelebeklerde doğal seleksiyona neden olduğu tezini kanıtladığı sonucuna vardı. (Bernard Kettlewell, "Selection experiments on industrial melanism in the Lepidoptera", Heredity, vol. 9, 1955.)
Kettlewell aynı deneyi, hava kirliliğinden etkilenmemiş bir ormanda da gerçekleştirdi. Hayvan davranışları alanındaki çalışmalarıyla tanınan Niko Tinbergen de ona eşlik etti ve ağaçlardaki kelebekleri avlayan kuşların filmlerini çekti. Bu sefer, açık renkli likenlerle kaplı ağaç gövdeleri üzerindeki koyu renkli melanik kelebekler daha kolay fark ediliyordu. Kirliliğin yoğun olduğu ormanda yaptığı deneyin tam tersi sonuçlarla karşılaştı. Açık renklilerin %12.5'ini, koyu renklilerinse %6.3'ünü tekrar yakaladı. (Bernard Kettlewell, "Selection experiments on industrial melanism in the Lepidoptera", Heredity, vol. 9, 1955, s. 342.) Bernard Kettlewell tüm bu verilerin tezini delillendirmeye yeterli olduğunu düşündü ve çalışmalarının sonuçlarını heyecanla ilan etti.
Evrimci çevreler Kettlewell'in çalışmasına sahip çıkmakta gecikmediler. Scientific American dergisi söz konusu araştırmayı "Darwin'in Kayıp Delili" başlıklı bir makaleyle duyurdu. (Bernard Kettlewell, "Further selection experiments on industrial melanism in the Lepidoptera", Heredity, vol. 10, 1956, s. 287-301.) Konuya öylesine bir önem atfedildi ki kısa sürede evrimci literatürün temel örneklerinden biri haline geldi.
Sanayi Devrimi kelebekleri, aradan yarım yüzyıla yakın bir zaman geçmesine rağmen, halen Darwinizm'in bir numaralı kanıtı olarak tanıtılmaktadır. Kettlewell'in ardından birçok evrimci araştırmacı da deneyleri yinelemiştir. (Örneğin, 1966'da Clarke ve Sheppard (Bernard Kettlewell, "Darwin's Missing Evidence", Scientific American, vol. 200, Mart 1959, s. 48-53.) , 1972'de Bishop (C.A. Clarke, P.M. Sheppard, "A local survey of the distribution of industrial melanic forms in the moth Biston betularia and estimates of the selective values of these in an industrial environment", Proceedings of the Royal Society of London B 165, 1966, s. 424-439.) , 1975'de Lees ve Creed (J.A. Bishop, "An experimental study of the cline of industrial melanism in Biston betularia (L.) (Lepidoptera) between urban Liverpool and rural North Wales", Journal of Animal Ecology, vol. 41, 1972, s. 209-243.) , 1975'de Bishop ve Cook (D.R. Lees, E.R. Creed, "Industrial melanism in Biston betularia: the role of selective predation", Journal of Animal Ecology, vol. 44, 1975, s. 67-83.) , 1977'de Steward (J.A. Bishop, L.M. Cook, "Moths, melanism and clean air", Scientific American, vol. 232, 1975, s. 90-99.) , 1980'de Murray ve ekibi (R.C. Steward, "Melanism and selective predation in three species of moths", Journal of Animal Ecology, vol. 46, 1977, s. 483-496.))
