CB601.2.3: Schmetterlinge durch Mutagene beeinflusst

Behauptung CB601.2.3:

Quelle:

Antwort:

1. Wells (2000, 146) schrieb:

   R.C. Steward fand eine Korrelation zwischen Melanose und der Schwefeldioxidkonzentration (einem Luftschadstoff) nördlich -- aber nicht südlich -- des 52. Breitengrades Nord.

   Die Behauptung, Steward habe keine Korrelation zwischen Melanose und Schwefeldioxidkonzentration südlich des 52. Breitengrades Nord gefunden, ist schlichtweg falsch. Die Korrelation, die Steward (1977) zwischen dem Anteil dunkler Schmetterlinge und der Schwefeldioxidkonzentration (oder, genauer gesagt, deren Quadratwurzel) fand, war sowohl für England und Wales insgesamt als auch südlich des 52. Breitengrades Nord hochsignifikant.
   
   Was Steward tatsächlich beobachtete, war, dass für 165 an verschiedenen Orten verstreute gesamte England und Wales, die Quadratwurzel der Schwefeldioxidkonzentration die am stärksten signifikant korrelierte mit dem Anteil dunkler Schmetterlinge unter den dreizehn Variablen, die er testete. Südlich des 52. Breitengrades Nord war jedoch die am stärksten signifikant korrelierte Variable die Ost-West-Position, anstatt der Quadratwurzel der Schwefeldioxidkonzentration.
   
   Es war dennoch wahr, dass die Korrelationen von beiden Ost-West-Positionen und der Quadratwurzel der Schwefeldioxidkonzentration mit dem Anteil dunkler Schmetterlinge hochsignifikant waren sowohl bei allen Standorten, die er in seine Analyse einbezog sowie bei nur jenen südlich der angegebenen Breite.
   
   Laut Steward stützten diese Beobachtungen eine Schlussfolgerung, die er aus anderen Ergebnissen gezogen hatte, dass

   im Süden Großbritanniens können nichtindustrielle Faktoren von größerer Bedeutung für die Bestimmung der carbonaria-Häufigkeit sein als im Rest Großbritanniens (1977, 239).

   Aber seine Begründung hier ist schwer zu folgen. In den Midlands und im Norden Englands liegen die meisten großen Industriecenter nach Westen, während sie im Süden nach Osten, in der Nähe von London, liegen. Im Südwesten sind die Grafschaften Somerset, Dorset, Cornwall und Devon unter den wenigsten verschmutzten in ganz England und Wales. Außerdem tragen die vorherrschenden Südwestwinde in Nord und Midlands Schadstoffe über weite Strecken nach Osten. Es ist daher kaum überraschend, wenn Kettlewells Erklärung zutrifft, dass der Anteil dunkler Schmetterlinge im Süden stärker mit der Ost-West-Position korreliert und weniger stark mit der Schwefeldioxidkonzentration als im Norden.
   
   Nicht zufrieden damit, Stewards schwache Argumentation nur auf den ersten Blick zu akzeptieren, verfälschte Wells (2000, 146) seine Zitate, als er schrieb:

   Steward kam zu dem Schluss, dass "im Süden Großbritanniens nichtindustrielle Faktoren von größerer Bedeutung sein können" als Tarnung und Vogelprädation.

   Dies stellt die zitierte Aussage von Steward klar falsch dar, als würde sie einen Vergleich von nichtindustriellen Faktoren mit Tarnung und Vogelprädation beinhalten, während sein tatsächlicher Vergleich zwischen nichtindustriellen Faktoren im Süden und dieselben Faktoren im Norden stattfand.
   
   Hätte Wells die Anführungszeichen weggelassen, könnte die resultierende indirekte Zitation vielleicht als Paraphrase dessen gerechtfertigt worden sein, was Steward früher in seinem Artikel (1977, 238) sagte:

   Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass zwar selektive Prädation möglicherweise einen wichtigen sekundären Effekt auf die carbonaria-Häufigkeit hat, sie aber nicht der Hauptfaktor ist, der die Häufigkeiten an diesen Standorten bestimmt.

   "Diese Standorte" beziehen sich hier auf 52 Standorte, von denen 48 südlich des 52. Breitengrades Nord lagen, wo Steward die Auswirkungen der Tarnung auf die Prädationsraten untersuchte. Auch beziehen sich "die Ergebnisse" auf die Ergebnisse dieser Studie über die Auswirkungen der Tarnung, nicht auf die Ergebnisse der Studie über die Korrelation zwischen Melanose und anderen Variablen.
   
   Dennoch scheint auch diese vorläufige Vermutung von Steward unbegründet gewesen zu sein. Mani (1990) zeigte, dass die beobachteten relativen Anteile der drei Varianten des Nachtfalters gut erklärt werden können, wenn man nicht mehr als experimentell bestimmte Raten der visuellen Prädation und Migration sowie Stärken der nichtvisuellen Selektion aus Felddaten verwendet (siehe die Antwort auf die Behauptung CB601.2.2).
   
   
2. Die Zunahme des Anteils dunkler Schmetterlinge, die in der Behauptung erwähnt wird, scheint ein Phänomen zu sein, für das in der wissenschaftlichen Literatur bislang keine Erklärung vorgelegt wurde. Bishop und Cook (1980, 398) sagen lediglich "Der Grund ist nicht offensichtlich". Dennoch gibt es eine durchaus plausible (aber bislang spekulativer) Erklärung im Hinblick auf Klinen-Dynamiken, die im Folgenden skizziert wird.
   
   Die betreffende Zunahme wurde zuerst von Lees und Creed (1975, 71, 78) festgestellt. Sie bemerkten, dass an einer großen Anzahl von Standorten südwestlich einer Linie, die von etwa südlich von London nach nordöstliches Wales verläuft, der Anteil dunkler Schmetterlinge über den Zeitraum von den späten 1950er Jahren bis etwa 1970 zunahm, während er an den meisten Standorten nordöstlich dieser Linie abnahm. Beachten Sie, dass die Linie, die diese Regionen der Zunahme und Abnahme trennte, nicht, wie von Wells (2000, 145) behauptet, dieselbe Breitenlinie von 50 Grad Nord war, die mit dem oben in Bezug auf den ersten Teil der Behauptung diskutierten Phänomen verbunden war. Die meisten Zunahmen und Abnahmen waren ziemlich geringfügig---Lees und Creed bemerkten, dass sie an den meisten der isoliert betrachteten einzelnen Standorte nicht statistisch signifikant waren. Wenn jedoch die Zahlen der einzelnen Standorte kombiniert wurden, um eine Gesamtzunahme südwestlich der Linie und eine Gesamtabnahme nordöstlich davon zu bilden, waren die Ergebnisse hochsignifikant.
   
   Wie in der Antwort auf die Behauptung CB601.2.2 erwähnt, bilden die Nachtfalter über die meisten von England und Wales eine Reihe von Klinen -- nämlich, Populationen über ausgedehnte Gebiete, deren Zusammensetzung von Ort zu Ort variierte. Es ist sehr möglich, dass die Kline, die sich von Südwestengland und Wales nach Nordostengland und Ostengland erstreckte, als die Immissionsschutzmaßnahmen dort ab den späten 1950er Jahren eingeführt wurden, nicht im Gleichgewicht war. Falls dies der Fall wäre, hätte der Anteil dunkler Nachtfalter über große Teile der Kline zugenommen. Der erste entscheidende Punkt hierbei ist, dass während diese Ungleichgewichtstendenz zur Zunahme dunkler Schmetterlingsanteile beginnen würde, nicht lange nach der Einführung der Immissionsschutzmaßnahmen abzunehmen, sie nicht sofort verschwinden würde. Der Anteil dunkler Schmetterlinge würde also für eine kurze Zeit weiter zunehmen, bis das Ungleichgewicht auf Null reduziert war. Die Population würde dann durch einen vorübergehenden Gleichgewichtszustand in ein Ungleichgewicht in die entgegengesetzte Richtung übergehen. Der Anteil dunkler Schmetterlinge in der Population würde erst dann beginnen zu sinken.
   
   Der zweite entscheidende Punkt ist, dass es keinen Grund gibt, warum die verschiedenen Teile der Population alle gleichzeitig den Stadium des vorübergehenden Gleichgewichts durchlaufen sollten. Die Beobachtung von Lees und Creed (op. cit.) würde darauf hindeuten, dass die Population nordöstlich ihrer Trennlinie dieses Gleichgewicht bereits am Ende des von ihren Daten abgedeckten Zeitraums durchlaufen hatte, während diejenige südwestlich davon es noch nicht hatte.
   
   Auch wenn diese Erklärung bislang spekulativ bleibt, ist sie keineswegs künstlich konstruiert und zumindest teilweise testbar. Die mathematischen Modelle von Mani (1982, 1990), auf die in den Antworten auf CB601.2, CB601.2.1 und CB601.2.2 verwiesen wird, sind in ihrer aktuellen Form nicht empfindlich genug, um die Frequenzvariationen wiederzugeben, die von Lees und Creed beobachtet wurden. Wenn jedoch die oben vorgeschlagene Erklärung korrekt ist, sollte es möglich sein, plausible geringfügige Modifikationen an einem der Modelle von Mani vorzunehmen, die dies bewirken. Wenn also festgestellt würde, dass keine solche modifizierte Version eines der Modelle von Mani dies tun könnte, dann würde die vorgeschlagene Erklärung widerlegt werden. Umgekehrt, wenn die beobachteten Frequenzvariationen konnten durch ein solches modifiziertes Modell reproduziert werden, dann würde dies einige (allerdings recht schwache) Unterstützung für die Erklärung bieten.

Referenzen: