La scurt timp după ce și-a încheiat cel de-al doilea mandat de președinte în 1909, Teddy Roosevelt a luat un safari de vânătoare de un an în Africa, sub auspiciile instituției Smithsonian. Multe dintre trofeele lui Roosevelt s-au încheiat ca exponate în Smithsonian și în Muzeul American de Istorie Naturală din New York. Experiențele de safari ale lui Roosevelt, regasite în cartea sa African Game Trails (1910) i-au oferit opinii puternice despre felul în care animalele se amestecau sau nu se amestecau, cu împrejurimile lor:
„Albul și albul sunt în mod normal cele mai vizibile culori din natură (și totuși sunt purtate de numeroase creaturi care au reușit bine în lupta pentru viață); dar aproape orice nuanță ... se armonizează destul de bine cu cel puțin unele peisaje, și în câteva cazuri printre mamiferele mai mari și în aproape niciunul dintre cele care frecventează câmpia deschisă, există cel mai mic motiv pentru a presupune că creatura câștigă orice beneficiați de ceea ce este denumit „colorația protectoare”.
Roosevelt a scuturat noțiunile despre valoarea de protecție a colorației din două motive. În primul rând, vânătorul extraordinaire montat pe cai nu a avut dificultăți să găsească, să urmărească și să pună jocul mare; partidul său de vânătoare a împușcat peste 500 de mamifere. În mod clar, culorile animalelor nu le protejau de el . Și în al doilea rând, în timp ce faptul evoluției a fost acceptat pe scară largă de oamenii de știință (și Roosevelt), explicația lui Darwin cu privire la rolul principal al selecției naturale ca mecanism al evoluției nu a fost. Selecția naturală a scăzut în favoarea, în special în ceea ce privește colorarea animalelor. Mulți naturaliști din anii 1890 au criticat explicațiile darwiniene ale colorației ca fiind lipsite în întregime de dovezi și au oferit alte explicații. De exemplu, unii au sugerat că colorația a fost cauzată direct de factori externi, cum ar fi clima, lumina sau dieta.
Aceste idei alternative au fost curând anulate de apariția științei geneticii și de demonstrarea prin experimente de reproducere (cum ar fi cele realizate inițial de Gregor Mendel) că colorația este o proprietate moștenită a plantelor și animalelor. Dar până în ultimii ani, nu știam cum genele determină colorarea animalelor sau cum variația genelor afectează variația colorației în natură. O nouă înțelegere a modului în care sunt realizate culorile animalelor, în special modele simple de alb și negru, precum și studiile pe teren ale beneficiilor și dezavantajelor schemelor de culori din diferite habitate, oferă acum unele dintre cele mai bune exemple de funcționare a selecției și evoluției naturale.
Unul dintre cele mai răspândite fenomene în regnul animal este apariția unor soiuri întunecate pigmentate în cadrul speciilor. Tot felul de molii, gândaci, fluturi, șerpi, șopârlele și păsările au forme care sunt toate sau mai ales negre. Poate că cele mai cunoscute sunt pisicile mari întunecate, cum ar fi leopardul negru și jaguarul negru. Aceste animale frumoase sunt adesea afișate în grădini zoologice drept curiozități, dar apar și în sălbăticie în număr semnificativ.
Toate aceste așa-numite forme „melanice” rezultă din creșterea producției de melanină de pigment în piele, blană, solzi sau pene. Pigmentarea melanică poate servi multe roluri. Melanina ne protejează pe noi și alte animale de razele ultraviolete ale soarelui; poate ajuta animalele din climatele mai reci sau altitudini mai mari să-și încălzească mai repede corpul și, contrar scepticismului lui Roosevelt în ceea ce privește colorația protectoare, pigmentul negru ascunde unele animale de prădători.
În deșerturile din sud-vestul Statelor Unite, de exemplu, există afecțiuni de roci foarte întunecate, produse de fluxurile de lavă în ultimele două milioane de ani. Printre aceste roci trăiește șoarecele de buzunar rock, care apare într-un negru închis și o culoare deschisă, nisipoasă. Naturaliștii din anii 1930 au observat că șoarecii găsiți pe rocile de lavă erau în mod tipic melanici, în timp ce cei de pe rocile din granit de nisip din jur erau de obicei de culoare deschisă. Această potrivire a culorilor dintre culoarea blănii și fondul habitatului pare a fi o adaptare împotriva prădătorilor, în special bufnițe. Șoarecii care sunt potriviți de culoare cu împrejurimile lor au un avantaj de supraviețuire față de șoarecii nepotriviți din fiecare dintre cele două habitate.
Mouse-ul de buzunar rock vine în două culori, întunecat și luminos. Cele întunecate se amestecă bine cu rocile de lavă (dreapta sus), iar cele deschise sunt camuflate împotriva gresiei (stânga sus). Plasați în mediul „greșit”, șoarecii sunt ușor de văzut de prădători. (Dr. Michael Nachman) 
Jaguarii negri, la fel ca puiul din stânga, au o mutație care îi determină să producă mai mult melanină pigmentară decât jaguarii observați. (Daniel Karmann / dpa / Corbis) 
Unele șopârlele de bici (acestea sunt din genul Aspidoscelis) sunt mai întunecate decât de obicei, datorită unei mutații similare cu cea întâlnită la jaguarii întunecați sau la oile negre. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Șopârlele mai puțin urechi vin în două culori, în funcție de ce versiune moștenesc de o genă care influențează producția de melanină. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Șopârlele din genul Sceloporous vin într-o varietate de culori, depinzând parțial de ce versiune poartă o genă melanină. (Dr. Erica Bree Rosenblum) 
Habitatul șoarecilor de buzunar din rocă vine în două culori: rocă de lavă închisă și gresie deschisă. (Dr. Michael Nachman) 
În cazul în care șoarecii de buzunar rock trăiesc în roca de lavă închisă, ei sunt mai susceptibili să aibă o mutație care îi determină să producă mai multă melanină și să aibă o haină de culoare închisă. (Dr. Michael Nachman) Recent, Michael Nachman și colaboratorii săi de la Universitatea din Arizona au întreprins studii detaliate și genetice pe șoareci de buzunar. Ei au descoperit că șoarecii se împletesc cu șoareci din alte habitate și migrează între tipurile de roci. Șoarecii sunt clar o singură specie, nu două. Deci, ce face blana neagră sau ușoară? Doar câteva diferențe în codul unei singure gene. Această simplă bază a moștenirii înseamnă că originea șoarecilor negri de la părinți de culoare deschisă s-a întâmplat la doar unul sau un număr foarte mic de pași mutaționali. Dar pentru șoarecii care invadau habitatul anterior străin de roci de lavă neagră, acești pași genetici mici au fost un salt uriaș în ceea ce privește evoluția. Nachman și Hopi Hoekstra (acum la Universitatea Harvard) au estimat că șoarecii întunecați au aproximativ 60% sau mai mare avantaj de supraviețuire față de șoarecii ușori de pe rocile de lavă întunecate. Cu alte cuvinte, culoarea blănii la această specie se află în mod clar sub o selecție naturală foarte puternică.
Gena implicată la originea melanismului la șoarecii de buzunar de rocă se numește receptor 1 al melanocortinei sau MC1R sau scurt. Aceasta nu este o informație foarte interesantă, până nu vă spun că formele melanice ale jaguarilor, gâștelor de zăpadă, vulpea arctică, wrens de zână, banaquits, tamarine de leu de aur, skua arctică, două tipuri de șopârlă și de vaci domestice, oi iar puii sunt cauzate de mutații în aceeași genă. La unele specii, exact aceleași mutații au avut loc independent la originea formelor lor întunecate. Aceste descoperiri dezvăluie că evoluția melanismului nu este un accident incredibil de rar, ci un proces comun, repetabil. Evoluția poate și se repetă.
Melanismul nu este doar o chestiune de ascundere. Gâsca mai mică de zăpadă apare, de asemenea, sub două forme, o albă și o formă albastră melanică. La această specie, preferința de împerechere a indivizilor urmează schema de culori a părinților lor. Aparent, păsările tinere învață culoarea părinților și aleg colegii de-a lungul liniilor familiale - păsările din familiile albastre preferă împerechea albastră, iar păsările din familiile albe preferă albii. Preferințele de împerechere între skuasurile arctice au o răsucire suplimentară, prin faptul că femelele preferă în general bărbații mai întunecați. Ambele specii de păsări evoluează în baza selecției sexuale, proces descris și de prima dată de Darwin, în care sunt favorizate trăsăturile care sunt avantajoase în jocul de împerechere. Deoarece selecția sexuală are un efect atât de puternic asupra succesului împerecherii, este o formă foarte puternică de selecție în natură.
O altă formă comună de colorare a animalelor este lipsa pigmentării sau albinismului. Această afecțiune este frecvent observată în populațiile naturale de animale care locuiesc în peșteri, inclusiv pești, raci, insecte, păianjeni și alte specii. Se consideră că apariția comună a albinismului la animalele rupestre reprezintă partea flip a evoluției sub selecție naturală. Adică, cu o selecție ușoară, ușoară, naturală sau sexuală pe culoarea și modelul pigmentului este relaxată. Mutațiile care elimină pigmentarea și care ar fi în general dăunătoare animalelor din alte habitate sunt tolerate în întunericul acestor peșteri.
Albinismul pare, de asemenea, să aibă o bază genetică simplă care face „ușor” să evolueze. Recent, Meredith Protas și Cliff Tabin de la Harvard Medical School, Bill Jeffery de la Universitatea Maryland și colaboratorii lor au evidențiat baza genetică a albinismului în peștele orb mexican. Acești pești albini se găsesc în aproximativ 30 de peșteri din regiunea Sierra de El Abra din nord-estul Mexicului. Fiecare populație este derivată dintr-o formă de locuire pigmentată, complet vizibilă sau de râu. Cercetătorii au investigat baza genetică a albinismului în populațiile din peșterile Pachón și Molino și au descoperit că albinismul în fiecare populație a fost cauzat de mutații în aceeași genă de pigmentare, dar mutații specifice diferite în fiecare caz. Aici, din nou, în acești pești, evoluția s-a repetat de două ori în originea aceleiași trăsături. Mai mult, gena specifică înmulțită la acești pești este, de asemenea, aceeași genă responsabilă de albinism la om, porci, șoareci și alte specii de pești.
Istoriile naturale ale șoarecilor de buzunar și peștilor de pe piatră demonstrează în mod viu modul în care animalele s-au adaptat noilor împrejurimi; oricât de străine au fost odată strămoșii respectivei habitate. Aceste animale obscure au furnizat, de asemenea, legăturile concrete dintre genele specifice, selecția naturală și evoluția în sălbăticie căutate de mult timp de către biologi. Deși nu sunt la fel de maiestuoase ca animalele de vânat ale savanei africane, aceste animale ilustrează lecții mai mari care ar fi fost apreciate de Roosevelt și, chiar, au justificat propriul lor caz, deși mic, trofeu pentru afișarea progresului continuu în înțelegerea modului de evoluție.
Autor Bio:
Sean B. Carroll este biolog evolutiv la Universitatea din Wisconsin. Noua sa carte, Creatures remarcabile: aventurile epice în căutarea originilor speciilor (Houghton Mifflin Harcourt), cronicizează experiențele și descoperirile unor naturaliști intrăpizi care au dezvoltat și au avansat teoria evoluției.
