العثة الفلفلية

الموسوعة الحرة

العثة الفلفلية ( Biston betularia ) هي عثة من عائلة Geometridae . [ 1 ] وهي عثة ليلية الطيران، وتوجد بشكل رئيسي في المناطق المعتدلة من نصف الكرة الشمالي. يُعد تطور العثة الفلفلية مثالًا على علم الوراثة السكانية والانتخاب الطبيعي . [ 2 ] [ 3 ]

لا تُقلّد يرقات العثة الفلفلية شكل الغصن فحسب، بل لونه أيضاً. وتشير الأبحاث الحديثة إلى أن اليرقات تستطيع استشعار لون الغصن بجلدها، وتُطابق لون جسمها مع لون الخلفية لحماية نفسها من المفترسات. [ 4 ]

وصف

يتراوح طول جناحيها بين 45 و62 ملم (1.8 إلى 2.4 بوصة) ، بمتوسط ​​55 ملم (2.2 بوصة) . تتميز بجسمها الممتلئ نسبيًا، وأجنحتها الأمامية الضيقة والمستطيلة. لون الأجنحة أبيض، مرقط بالأسود، مع خطوط عرضية سوداء واضحة إلى حد ما. قد تكون هذه الخطوط العرضية والبقع المرقطة رمادية أو بنية في حالات نادرة؛ وفي حالات نادرة جدًا، يكون نمط البقع مزيجًا من البني والأسود/الرمادي. [ 5 ] يختلف مقدار التبقع الأسود، ففي بعض الأنواع يكاد يكون معدومًا، بينما في أنواع أخرى يكون كثيفًا لدرجة أن الأجنحة تبدو سوداء مرقطة بالأبيض. قرون استشعار الذكور ثنائية التمشيط بشكل واضح. [ 6 ] [ 7 ] يقدم بروت (1912-1916) وصفًا للأشكال والأنواع القريبة. [ 8 ] [ 9 ]    

توزيع

تم العثور على بيستون بيتولاريا في الصين (هيلونغجيانغ، جيلين، منغوليا الداخلية، بكين، خبي، شانشي، شاندونغ، خنان، شنشي، نينغشيا، قانسو، تشينغهاي، شينجيانغ، فوجيان، سيتشوان، يونان، التبت)، روسيا ، منغوليا ، اليابان ، كوريا الشمالية ، كوريا الجنوبية ، نيبال ، كازاخستان ، قيرغيزستان ، تركمانستان ، جورجيا. وأذربيجان وأرمينيا وأوروبا وأمريكا الشمالية .​​​ [ 10 ]

علم البيئة ودورة الحياة

يرقات فراشة بيستون بيتولاريا على البتولا (يسار) والصفصاف (يمين)، مما يدل على محاكاة الأغصان والتظليل المضاد الفعال . [ 11 ]

في بريطانيا العظمى وأيرلندا ، تُعدّ فراشة العثة الفلفلية أحادية الجيل ( أي لها جيل واحد في السنة)، بينما في جنوب شرق أمريكا الشمالية فهي ثنائية الجيل (لها جيلان في السنة). تتكون دورة حياة حرشفيات الأجنحة من أربع مراحل: البويضات، واليرقات (العديد من الأطوار اليرقية ) ، والعذارى التي تقضي فصل الشتاء في التربة، والفراشات البالغة . خلال النهار، تستريح الفراشات عادةً على الأشجار، حيث تُفترس من قِبل الطيور.

تُحاكي اليرقة الأغصان ، ويتراوح لونها بين الأخضر والبني. تاريخيًا، كانت اليرقة من أوائل الحيوانات التي تم تحديد قدرتها على التمويه باستخدام التظليل العكسي لجعلها تبدو مسطحة (حيث يُعد التظليل الإشارة البصرية الرئيسية التي تجعل الأشياء تبدو صلبة)، وذلك في ورقة بحثية لإدوارد باغنال بولتون عام 1887. [ 12 ] [ 13 ] تشير الأبحاث إلى أن اليرقات تستطيع استشعار لون الغصن بجلدها ومطابقة لون جسمها مع الخلفية لحماية نفسها من المفترسات، وهي قدرة على التمويه موجودة أيضًا في رأسيات الأرجل والحرباء وبعض الأسماك، على الرغم من أن هذا التغير اللوني أبطأ نسبيًا في اليرقات. [ 4 ]

تدخل الحشرة إلى التربة في أواخر الموسم، حيث تتحول إلى خادرة لتقضي الشتاء. تخرج الحشرات البالغة من الخادرة بين أواخر مايو وأغسطس، ويسبق الذكور الإناث بقليل (وهذا أمر شائع ومتوقع نتيجة الانتقاء الجنسي ). تخرج الحشرات في وقت متأخر من النهار وتجفف أجنحتها قبل أن تطير في تلك الليلة.

يطير الذكور كل ليلة من حياتهم بحثًا عن الإناث، بينما لا تطير الإناث إلا في الليلة الأولى. بعد ذلك، تطلق الإناث فرمونات لجذب الذكور. وبما أن الرياح تحمل هذه الفرمونات، فإن الذكور تميل إلى التوجه نحو مصدرها . وخلال طيرانها، تتعرض للافتراس من قبل الخفافيش . يحرس الذكور الإناث من الذكور الأخرى حتى تضع البيض. تضع الأنثى حوالي 2000 بيضة بيضاوية الشكل ذات لون أخضر باهت،  يبلغ طولها حوالي 1 ملم، في شقوق اللحاء باستخدام آلة وضع البيض .

سلوك الراحة

وضعية راحة العث الفلفلي (1964-1985). العدد الإجمالي للعث 109. [ 14 ]
  1. جذع مكشوف 32 (29.4%)
  2. جذع غير معرض 11 (10.1%)
  3. مفصل الجذع/الفرع 46 (42.2%)
  4. الفروع 5 (4.59%)
  5. نسبة الغطاء النباتي 11 (10.1%)
  6. الأسطح الاصطناعية 4 (3.67%)
وضع الراحة لعث الفلفل (2001-2006). العدد الإجمالي للعث 135. [ 15 ]
  1. الصندوق رقم 48 (35.6%)
  2. 70 فرعاً (51.9%)
  3. الأغصان 17 (12.6%)

يقضي الزوجان المتزاوجان أو الفرد المنفرد يومهما مختبئين من المفترسات، وخاصة الطيور. يبقى الذكر مع الأنثى لضمان الأبوة. تستريح فراشات العثة الفلفلية عادةً في الجزء العلوي من الأشجار في أماكن غير مكشوفة. وتستخدم ثلاثة أنواع رئيسية من المواقع: (1) على بعد بضعة سنتيمترات أسفل مفصل الفرع بالجذع على جذع الشجرة حيث تكون الفراشة في الظل؛ (2) على الجانب السفلي من الفروع؛ و(3) على الأغصان الورقية. [ 14 ] ويشير الباحث في مجال فراشات العثة الفلفلية، مايكل ماجيروس، إلى ما يلي:

كثيراً ما أشار منتقدو فراشة الفلفل من أنصار نظرية الخلق إلى تصريح كلارك وآخرون (1985): "...  خلال 25 عاماً، لم نعثر إلا على فراشتين من نوع بيتولاريا على جذوع الأشجار أو الجدران المجاورة لمصائدنا، ولم نجد أي فراشة في أي مكان آخر". ويبدو السبب الآن واضحاً، فقلما يقضي الناس وقتهم في البحث عن الفراشات على الأشجار، حيث تستريح فراشة الفلفل نهاراً.

وقد تم تقديم المزيد من الدعم لهذه الأوضاع للراحة من خلال التجارب التي تراقب العث الأسير وهو يتخذ أوضاع الراحة لدى كل من الذكور (ميكولا، 1979؛ 1984) والإناث (ليبرت وبراكفيلد، 1987) .

أظهر ماجيروس وآخرون (2000) أن العثّ الفلفلي يتخفّى ببراعة بين أغصان الأشجار عندما يستريح عليها. من الواضح أنه في نطاق الأطوال الموجية المرئية للعين البشرية ، يتخفّى عثّ تيبكا بين الأشنات ، بينما يتخفّى عثّ كاربوناريا بين لحاء الأشجار العادي . مع ذلك، تستطيع الطيور رؤية الأشعة فوق البنفسجية التي لا يراها الإنسان. باستخدام كاميرا فيديو حساسة للأشعة فوق البنفسجية، أظهر ماجيروس وآخرون أن عثّ تيبكا يعكس الأشعة فوق البنفسجية بشكل منقط، ويتخفّى بين الأشنات القشرية الشائعة على الأغصان، سواء في نطاق الأشعة فوق البنفسجية أو الأطوال الموجية المرئية للعين البشرية. مع ذلك، لا يتخفّى عثّ تيبكا جيدًا بين الأشنات الورقية الشائعة على جذوع الأشجار؛ فمع أنه يتخفّى في نطاق الأطوال الموجية المرئية للعين البشرية ، إلا أن الأشنات الورقية لا تعكس الأشعة فوق البنفسجية في نطاق الأطوال الموجية المرئية للعين البشرية.

خلال تجربة أُجريت في كامبريدج على مدى سبع سنوات (2001-2007)، لاحظ ماجيروس مواقع الراحة الطبيعية لعث الفلفل، ومن بين 135 عثة تم فحصها، كان أكثر من نصفها على أغصان الأشجار، معظمها على النصف السفلي من الغصن، و37% على جذوع الأشجار، معظمها على الجانب الشمالي، و12.6% فقط كانت تستريح على أو تحت الأغصان الصغيرة. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

تعدد الأشكال

مقدمة عن النماذج

توجد عدة أشكال لونية (ميلانينية وغير ميلانينية) لعثة الفلفل. وتخضع هذه الأشكال للتحكم الجيني. ويمكن الإشارة إلى شكل لوني معين بطريقة قياسية عن طريق كتابة اسم النوع متبوعًا بـ "morpha اسم الشكل ". كما أن استخدام كلمة "form" في طريقة Biston betularia f. formname لتفصيل هذه الاختلافات يُعد ممارسة شائعة.

كثيرًا ما تُرفع هذه الأشكال، عن طريق الخطأ، إلى رتبة نوع فرعي عند ورودها في المراجع العلمية. فعدم إضافة "f." (forma) أو morpha يوحي بأن التصنيف نوع فرعي وليس شكلاً، كما في Biston betularia carbonaria بدلاً من Biston betularia f. carbonaria . ونادرًا ما تُرفع الأشكال إلى رتبة نوع، كما في Biston carbonaria . قد يؤدي أي من هذين الحالتين إلى الاعتقاد الخاطئ بأن التطور النوعي كان متضمنًا في التطور الملحوظ لعثة الفلفل. وهذا غير صحيح؛ إذ تتزاوج أفراد كل شكل وتُنتج نسلًا خصبًا مع أفراد جميع الأشكال الأخرى؛ وبالتالي، لا يوجد سوى نوع واحد من عثة الفلفل.

على النقيض من ذلك، يمكن نظرياً أن تتزاوج الأنواع الفرعية المختلفة من النوع نفسه فيما بينها، وأن تنتج ذرية خصبة وصحية تماماً، ولكن هذا لا يحدث عملياً، لأنها تعيش في مناطق مختلفة أو تتكاثر في مواسم مختلفة. أما الأنواع الكاملة، فإما أنها غير قادرة على إنتاج ذرية خصبة وصحية، أو أنها لا تتعرف على إشارات التزاوج المتبادلة، أو كليهما.

أظهرت تجارب التكاثر الأوروبية أن الأليل المسؤول عن التصبغ الأسود، الذي يُنتج الشكل الكربوني، في ذبابة بيستون بيتولاريا بيتولاريا ، يخضع لسيطرة موقع جيني واحد . ويسود هذا الأليل على الأليل غير المُصبغ. إلا أن هذا الوضع يتعقد نوعًا ما بوجود ثلاثة أليلات أخرى تُنتج أشكالًا ظاهرية متطابقة من الشكل المتوسطي . وتتمتع هذه الأليلات بسيادة متوسطة، ولكنها ليست سيادة تامة (ماجيروس، 1998) .

أسماء النماذج

في أوروبا القارية، هناك ثلاثة أشكال: الشكل الأبيض typica (مرادف: morpha/f. betularia )، والشكل الأسود الداكن carbonaria (مرادف: doubledayaria )، وشكل وسيط medionigra .

في بريطانيا، يُعرف الشكل الأبيض النموذجي باسم typica ، والشكل الميلاني باسم carbonaria ، والنمط الظاهري الوسيط يُسمى insularia .

في أمريكا الشمالية، يُعرف الشكل الأسود الميلاني باسم morpha swettaria . وفي نوع Biston betularia cognataria ، يكون الأليل الميلاني (الذي يُنتج morpha swettaria ) سائداً بنفس القدر على الأليل غير الميلاني. كما توجد بعض الأشكال الوسيطة. أما في اليابان ، فلم تُسجل أي أشكال ميلانية؛ فجميعها من النوع morpha typica .

تطور

Biston betularia betularia morpha typica ، العثة الفلفلية ذات الجسم الأبيض.
Biston betularia betularia morpha carbonaria ، العثة السوداء الجسم.

دُرست تطورات العثة الفلفلية على مدى القرنين الماضيين بتفصيل دقيق. في بداية هذه الفترة، كانت غالبية العث الفلفلية ذات أنماط أجنحة فاتحة اللون، مما ساعدها على التمويه بفعالية بين الأشجار والأشنات فاتحة اللون التي كانت تستريح عليها. إلا أنه نتيجة للتلوث الواسع النطاق خلال الثورة الصناعية في إنجلترا، نفقت العديد من الأشنات، وتحولت الأشجار التي كانت تستريح عليها العثة الفلفلية إلى اللون الأسود بفعل السخام ، مما أدى إلى نفوق معظم العث فاتح اللون، أو ما يُعرف بـ typica ، بسبب الافتراس. في الوقت نفسه، ازدهرت العث داكنة اللون، أو الميلانية، المعروفة باسم carbonaria ، لأنها استطاعت الاختباء على الأشجار الداكنة. [ 18 ]

منذ ذلك الحين، ومع تحسن المعايير البيئية، عادت فراشات العثة الفلفلية فاتحة اللون لتصبح شائعة، وظل التغير الكبير في أعدادها موضوعًا ذا أهمية ودراسة واسعة. وقد أدى ذلك إلى صياغة مصطلح " التصبغ الصناعي " للإشارة إلى التغير الجيني في لون الأنواع استجابةً للملوثات. ونظرًا لبساطة ظروف التكيف وسهولة فهمها نسبيًا، أصبحت فراشة العثة الفلفلية مثالًا شائعًا يُستخدم في شرح أو توضيح الانتقاء الطبيعي لعامة الناس وطلاب المدارس من خلال المحاكاة. [ 19 ]

سُجِّل أول شكلٍ من أشكال طفيل كاربوناريا بواسطة إيدلستون في مانشستر عام ١٨٤٨، وازداد انتشاره خلال السنوات اللاحقة. وأثبتت تجارب الافتراس، ولا سيما تلك التي أجراها برنارد كيتلويل ، أن عامل الانتقاء كان الطيور التي افترست هذا الشكل من الطفيل . وقد دعمت التجارب والملاحظات اللاحقة التفسير التطوري الأولي لهذه الظاهرة. [ ٢٠ ] [ ٢١ ] [ ٢٢ ]

الأساس الجيني للتصبغ الميلانيني

لقد ثبت أن تطور طفرة الميلانين الصناعي يعود إلى إدخال عنصر قابل للنقل في الإنترون الأول من جين القشرة ، مما يؤدي إلى زيادة في وفرة نسخة القشرة ، والتي يتم التعبير عنها في الأجنحة النامية. [ 23 ]

مراجع

  1. ↑ جرانت، بروس س. (1999). "ضبط نموذج العثة المرقطة: مراجعة العمل: 'الميلانية: التطور في العمل' لمايكل إي إن ماجيروس". التطور . 53 (3): 980-984 . doi : 10.2307/2640740 . JSTOR 2640740 . 
  2. ↑ غيشليك، آلان (23 نوفمبر 2006). "الرمز 6 - العث الفلفلي" . المركز الوطني لتعليم العلوم . تم الاسترجاع في 19 ديسمبر 2009 .
  3. ↑ "عثة الفلفل - بيستون بيتولاريا، صفحة معلومات النوع" . brickfieldspark.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مارس 2026 .
  4. 1 2 إيكوك، أ.؛ رولاند، هـ. ر.؛ فان هوف، أ. إ.؛ يونغ، س.؛ إدموندز، ن.؛ ساكيري، إ. ج. (أغسطس 2019). "تستشعر يرقات العثة الفلفلية اللون من خلال جلدها لمطابقة لون جسمها مع الخلفية" . تم الاطلاع عليه في 2 أغسطس 2019 .
  5. ↑ "صور لعثة الفلفل (Biston betularia) · iNaturalist" . iNaturalist . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 نوفمبر 2020 .
  6. ↑ ريتشارد ساوث، 1909، فراشات الجزر البريطانية، فريدريك وارن
  7. ↑ واتسون، ل.، ودالويتز، م. ج. 2003 وما بعدها. الحشرات البريطانية: أجناس حرشفيات الأجنحة - فصيلة العث الهندسي . الإصدار: 29 ديسمبر 2011
  8. ^ بروت ، إل بي (1912–16). Geometridae. في A. Seitz (محرر) Macrolepidoptera في العالم . Geometridae Palaearctic، 4. 479 ص. ألفريد كيرنين، شتوتغارت. قوات الدفاع الشعبي
  9. ↑ باسي سيفونين وبيدير سكو، 2015 في: أكسل هوسمان (Hrsg.):، 2015 الفراشات الهندسية في أوروبا . 1. أوفلاج. المجلد 5: Ennominae I، Stenstrup 2015، 978-90-04-26573-8
  10. ↑ جيانغ، ن.؛ شيو، د.؛ هان، هـ. (2011). "مراجعة لجنس بيستون ليتش، 1815 (حرشفيات الأجنحة، جيومتريدي، إنوميناي) من الصين، مع وصف نوع جديد واحد" . زووكيز (139): 45-96 . رمز Bibcode : 2011ZooK..139...45J . doi : 10.3897 / zookeys.139.1308 . PMC 3260909. PMID 22259309 .  
  11. ↑ نور، م. أ.، بارنيل، ر. س.، غرانت، ب. س. (2008). همفريز، س. (محرر). "تعدد الأشكال اللونية العكسي في يرقات العثة الأمريكية المرقطة ( Biston betularia cognataria )" . PLOS ONE . 3 (9) e3142. Bibcode : 2008PLoSO...3.3142N . doi : 10.1371/ journal.pone.0003142 . PMC 2518955. PMID 18769543 .  
  12. ↑ بولتون، إدوارد ب. (أكتوبر 1887). "ملاحظات في عام 1886 حول يرقات حرشفيات الأجنحة، إلخ". معاملات الجمعية الحشرية في لندن : 294.
  13. ↑ ثاير، جيرالد هـ. (1909). التمويه اللوني في مملكة الحيوان . ماكميلان. ص 22 . 
  14. 1 2 هاوليت، آر جيه؛ ماجيروس، إم إي إن (1987). "فهم التلون الصناعي في العثة الفلفلية ( Biston betularia ) (Lepidoptera: Geometridae)". المجلة البيولوجية لجمعية لينيان . 30 (1): 31-44 . doi : 10.1111/j.1095-8312.1987.tb00286.x .
  15. 1 2 كوك، إل إم؛ غرانت، بي إس؛ ساكيري، آي جيه؛ ماليت، جيه. (2012). "افتراس الطيور الانتقائي لعثة الفلفل: التجربة الأخيرة لمايكل ماجيروس" . رسائل علم الأحياء . 8 (4): 609-612 . doi : 10.1098/rsbl.2011.1136 . PMC 3391436. PMID 22319093 .  
  16. ↑ ماجيروس، صحيفة مانشستر إيفنينغ نيوز (أغسطس 2007). "العثة المرقطة: دليل على التطور الدارويني" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 15 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه في 21 فبراير 2011 .
  17. ↑ كونور، س. (25 أغسطس 2007). "دراسة عن العث تدعم 'حالة اختبار' كلاسيكية لنظرية داروين" . صحيفة الإندبندنت . مؤرشف من الأصل في 7 أكتوبر 2008. تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2007 .
  18. ↑ كين ميلر (أغسطس 1999). "العثة المرقطة: تحديث" . جامعة براون .
  19. ↑ "تمرين نمذجة للطلاب باستخدام العثة الفلفلية كمثال" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 3 مارس 2016. تم الاطلاع عليه في 27 أبريل 2011 .
  20. ↑ مارك إيزاك (2 مايو 2005). "قصة العثة المرقطة" . أرشيف TalkOrigins . فهرس مزاعم أنصار نظرية الخلق: CB601.
  21. ↑ ديفيد ويلسون (10 سبتمبر 2003). "ازدادت أعداد العث الداكن في جنوب بريطانيا بعد بدء مكافحة التلوث" . فهرس مزاعم أنصار نظرية الخلق: CB601.2.3.
  22. ↑ ديفيد ويلسون (10 سبتمبر 2003). "في عدة مناطق، كان العث الداكن أكثر شيوعًا مما كان متوقعًا" . فهرس مزاعم أنصار نظرية الخلق: CB601.2.2.
  23. ↑ أرجين إي. فان هوف، باسكال كامبان، دانيال جيه. ريغدن، كارل جيه. يونغ، جيسيكا لينغلي، مايكل إيه. كويل، نيل هول، أليستير سي. داربي، وإيليك جيه. ساكيري (2016). "طفرة التصبغ الصناعي في العث الفلفلي البريطاني هي عنصر قابل للانتقال". مجلة نيتشر . 534 (7605): 102-105 . Bibcode : 2016Natur.534..102H . doi : 10.1038/nature17951 . PMID 27251284 . {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )