Dr. Kettlewell
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La science nécessite que les théories soient testées pour voir si elles peuvent être supportées par des preuves. Durant les années 1950, Henry Bernard Davis Kettlewell a mené une série d’ expériences et études sur le terrain pour déterminer si la sélection naturelle avait effectivement causé la croissance de la population de la forme foncée de la phalène du bouleau.
Dr. Kettlewell était un entomologiste, un scientifique qui étudie les insectes. En 1952, il est devenu chercheur à Oxford, l’ une des meilleures universités d’ Angleterre. Il a passé le reste de sa vie à étudier la phalène du bouleau et d’ autres papillons de nuit qui sont aussi devenus foncés en raison du mélanisme industriel.
Pour tester leurs théories, les scientifiques font des prédictions basées sur ces mêmes théories. Ils peuvent ensuite tester leurs prédictions pour voir si ce qu’ ils observent correspond à leurs attentes.
Hypothèse
Dr. Kettlewll pensait que si la sélection naturelle était la cause de ce changement dans la population de papillons de nuit, ceci devrait être vrai :
Les forêts fortement polluées auront principalement des phalènes du bouleau foncées. Les forêts non-polluées auront principalement des phalènes du bouleau pâles. Les papillons de nuit foncés qui se reposent sur les arbres pâles sont plus à risque de se faire manger par les oiseaux. L’ inverse doit être vrai pour les arbres foncés. Les papillons de nuit foncés dans les forêts polluées doivent vivre plus longtemps que les papillons de nuit pâles, mais doivent mourrir plus tôt dans les forêts non-polluées.
Observation
Des entomologistes amateurs de partout en Angleterre ont aidé le Dr. Kettlewell à cartographier les populations de phalènes du bouleau pâles et foncées. Leur travail a démontré que d’ importantes populations de papillons de nuit foncés ont été trouvées près des villes industrielles qui produisent beaucoup de pollution. En campagne où il n’ y a pas de pollution par la suie, la phalène du bouleau foncée est rare. Dr. Kettlewell a comparé cette information à des études sur ce même papillon de nuit qui ont été faites auparavant. Il était clair que les papillons de nuit foncés étaient presque entièrement absents avant la Révolution industrielle alors qu’ ils étaient à ce jour uniquement présent dans les forêts polluées.
Expérience
Phalènes du bouleau pâle (haut) et foncée (bas). Image par Jerzy Strzelecki via Wikimedia Commons.
Pour étudier directement la prédation des oiseaux sur la phalène du bouleau, le Dr. Kettlewell a placé des spécimens pâles et foncés sur des troncs d’ arbres. Il les a observés et a noté le nombre de fois qu’ un oiseau a trouvé un des papillons de nuit.
Il a découvert que sur les arbres foncés, les oiseaux étaient deux fois plus susceptibles de manger un papillon de nuit pâle qu’ un papillon de nuit foncé. Ces mêmes oiseaux trouvaient les phalènes du bouleau foncées deux fois plus souvent lorsque le tronc était pâle. Ceci supporte l’ idée que les papillons de nuit foncés avaient un avantage de survie dans les forêts polluées.
Dr. Kettlewell a aussi testé l’ idée que les spécimens foncés vivaient plus longtemps dans les forêts sombres. Il a collecté des groupes de papillons de nuit pâles et foncés. Tous les papillons de nuit capturés ont été marqués pour qu’ ils puissent être identifiés s’ ils étaient capturés à nouveau. Après avoir été marqués, les deux groupes ont été relâchés dans la nature.
Deux jours plus tard, des pièges à papillons ont été utilisés pour attraper les papillons de nuit. Dans les forêts non-polluées, deux fois plus de papillons de nuit pâles que de papillons de nuit foncés ont survécus pour être capturés. Seulement la moitié des papillons de nuit pâles ont été capturés dans les forêts polluées. Il avait expérimentalement démontré que si la couleur du papillon de nuit correspond à celle de son environnement, il a de meilleures chances de survivre.
Conclusions
En 1959, le Dr. Kettlewell a publié un article dans le Scientific American qui résumait ses études sur la phalène du bouleau. Ses années de travail ont aidé à supporter l’ idée de la sélection naturelle. Toutes les prédictions qu’ il avait faites avaient passé le test.
Dans une forêt sombre, les phalènes du bouleau foncées ont démontrées qu’ elles avaient un avantage sur les individus pâles. Il était deux fois plus probable pour les oiseaux de manger un papillon de nuit pâle qu’ un papillon de nuit foncé. Rare avant la construction d’ usines en Angleterre, leur population croissante s’ est avérée liée à la présence de pollution. La sélection naturelle était la meilleure explication pour les changements survenus dans les populations de phalènes du bouleau.
Pour voir la sélection naturelle en action, joue au jeu de la Phalène du bouleau.
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