Liệu có phải bụi than và nhất là bồ hóng đã nhuộm đen các loài này ?

Nguỵ trang

• Quá trình biến đổi màu nói trên là do kết quả của chọn lọc định hướng (directional selection), làm tăng tần số các cá thể thích nghi theo xu hướng nguỵ trang. Ban đầu (khi chưa ô nhiễm), các loài bướm nói trên có màu sáng, sống ở nơi có màu sáng, thêm vào đó có địa y bao phủ kín ngoài thân cây. Điều này giúp chúng ngụy trang tốt do làm cho các động vật săn mồi (thường là chim sâu) khó phát hiện hơn là màu tối trên nền sáng.
• Khi cách mạng công nghiệp bùng nổ, lượng than đá và dầu mỏ bị đốt ngày càng nhiều sinh ra khối lượng bụi than và lưu huỳnh điôxit khổng lồ, không chỉ gây ô nhiễm khí quyển, mà còn làm giảm độ che phủ của địa y (do bị chết), đồng thời bồ hóng làm vỏ cây vùng ô nhiễm bị nhuộm đen. Do đó, các cá thể màu sáng lại dễ bị phát hiện và bị chim sâu tiêu diệt nhiều hơn hẳn trước đó.
• Dưới áp lực chọn lọc như thế, các kiểu hình trước đây là có hại lại trở thành có lợi. Từ đó dẫn đến sự gia tăng kiểu gen có khả năng mêlanin hoá [17], [18]
• Đến khi ô nhiễm giảm hẳn, thì chọn lọc tự nhiên lại đổi hướng trở lại, do đó kiểu gen có khả năng mêlanin hoá lại bị giảm tần số, còn kiểu gen tạo màu sáng tăng trở lại. Ở Bắc Mỹ vào năm 1959, thì 90% số cá thể bướm bạch dương tại Michigan và Pennsylvania là màu đen. Nhưng do "luật không khí sạch", thì đến năm 2001 dạng màu đen chỉ còn 6%.[19] Đồng thời sự gia tăng đa dạng loài của địa y cũng tăng vọt.[20] Chẳng hạn như ở Anh, riêng một thân cây đã được phủ bởi 3 "loài" địa y là Parmotrema perlatum màu xám, Flavoparmelia caperata màu vàng xanh và Frinose Ramalina farinacea màu nâu (hình 7).

Ưu thế nhiệt

• Hiện tượng hoá đen công nghiệp này cũng gặp ở sâu bọ cánh cứng như bọ rùa. Ở loài bọ rùa hai chấm Adalia bipunctata (hình 8), cũng có dạng sáng (gặp nơi không ô nhiễm) và tối (chiếm ưu thế ở vùng ô nhiễm). Tuy nhiên, đây là loài ăn thịt lại có tuyến hôi và kiểu hình có xu hướng "cảnh báo", nên không thể cho rằng chúng đã biến đổi theo hướng nguỵ trang như các loài bướm nói trên.
• Một cách giải thích được nhiều người chấp nhận là các dạng màu tối luôn có khả năng hấp thụ nhiệt hơn các dạng màu sáng. Do ô nhiễm của công nghiệp hóa, khói và vô số các hạt cực nhỏ trong không khí làm giảm lượng ánh sáng mặt trời xuống sinh cảnh của chúng. Trong điều kiện đó, kiểu hình sáng màu bị hạn chế hấp thụ nhiệt nên bị đào thải. Ngược lại, kiểu hình tối được chọn lọc tự nhiên giữ lại và tăng cường, do hấp thụ bức xạ nhiệt tốt hơn, do đó có lợi cho sự tồn tại của sinh vật. Ngoài ra trong môi trường lạnh, thì lợi thế nhiệt của dạng tối có thể làm tăng hoạt động và khả năng giao phối.[21] Hiện tượng này - như trên đã nói - không phải là nguỵ trang mà gọi là do có lợi thế trong hấp thụ bức xạ nhiệt, gọi tắt là ưu thế nhiệt (thermal advantage).

* * *

Như vậy, hoá đen công nghiệp là một hiệu ứng tiến hóa thường gặp ở bướm và một số động vật chân đốt khác, trong đó tổ hợp gen quy định sắc tố tối (melanine) đã được chọn lọc tự nhiên củng cố và tăng cường trong hoàn cảnh ô nhiễm công nghiệp kéo dài gây ra quá nhiều khí lưu huỳnh điôxit và bụi than, không phải do bồ hóng đã nhuộm đen các loài này.