b/ Tần số tương đối của các alen trong quần thể giao phố
8.3. SỰ HÌNH THÀNH ĐẶC ĐIỂM THÍCH NGHI KIỂU GEN
Sự hình thành đặc điểm thích nghi kiểu gen là một quá trình lịch sử, chịu sự chi phối của ít nhất là 3 nhân tố chủ yếu: Quá trình đột biến, quá trình giao phối, quá trình chọn lọc tự nhiên.
Ví dụ sự hoá đen ở các loài bướm ở vùng công nghiệp
Năm 1848 ở gần vùng Mansextơ (Anh), người ta phát hiện được một cá thể màu đen thuộc loài bướm sâu do bạch dương Biston Betularia. Đến năm 1900 ở nhiều vùng công nghiệp miền Nam nước Anh tỷ lệ các cá thể màu đen trong quần thể đã tăng tới 85% và đến những năm 50 của thế kỷ này tỷ lệ bướm màu đen tăng lên tới 98%. Hiện tượng hoá đen của loài bướm này liên quan với bụi than ở các trung tâm công nghiệp.
Bụi than đen từ ống khói các nhà máy bay ra đã bám vào thân cây, vào các lớp rêu, địa y trên vỏ cây là nơi bướm thường đậu ban ngày. Trên nền đen của thân cây, màu đen tỏ ra có lợi cho bướm vì các chim ăn sâu bọ khó phát hiện. Số cá thể màu đen được sống sót nhiều hơn và con cháu của chúng ngày càng đông.
Trái lại ở vùng nông thôn thì tỷ lệ dạng trắng cao hơn dạng đen.
Harixơn (1928) cho rằng nguyên nhân trực tiếp là các chất Zn, Mn trong khói than lẫn vào thức ăn của sâu bướm. Nhưng Tômxơn (1933) làm thí nghiệm: Cho sâu bướm ăn thức ăn có lẫn lộn Zn, Mn đã cho biết là trong nhiều trường hợp không thấy xuất hiện dạng màu đen, mặt khác dạng bướm đen xuất hiện ở cả nơi không có bụi than.
Về sau Gonsmit (1936), Kettơnoen (1956) xác định Biston Betularia có 3 dạng màu sắc: dạng nguyên thuỷ có màu trắng đốm đen, dạng đột biến màu xám sẫm dạng đột biến màu đen.
Khi lai từng cặp trong 3 dạng này thì thấy màu đen trội hơn màu xám, màu xám trội hơn màu trắng. Người ta đã xác định đột biết trội C. Dạng đen có kiểu gen CC hoặc Cc, dạng trắng có kiểu gen các. Mặc dù dạng đen được phát hiện lần đầu tiên năm 1848, nhưng đến năm 1898 tần số tương đối của Alen C đã tăng tới 99% qua 50 thế hệ. Đó là do alen C có giá trị thích nghi cao hơn c (Ford, 1964). Có hiện tượng là ở vùng không có bụi than thì dạng trắng có sức sống cao hơn dạng đen, nhưng ở vùng than thì ngược lại. Vì gen C có tác dụng đa hiệu, vừa là chi phối màu đen ở thân và cánh bướm, vừa ảnh hưởng tới sức sống của bướm. Theo Ford (1915) thì dạng đen có sức sống cao hơn dạng trắng, đặc biệt là trong điều kiện thức ăn khan hiếm. Có điều đáng chú ý là
không quần thể nào dạng đen chiếm 100% có lẽ vì dạng đen dị hợp tử có sức sống cao hơn dạng đen đồng hợp tử.
Tóm lại, màu đen bảo vệ của bướm Betularia và các loài bướm tương tự đã hình thành từ một vài đột biến trội và chọn lọc tự nhiên đã làm tăng tỷ lệ cá thể mang đột biến đó trong quần thể. Trong môi trường bình thường thì đột biến màu đen không có lợi, nhưng trong điều kiện có bụi than thì đột biến đó có lợi cho bướm và được chọn lọc tự nhiên giữ lại.