Alfred Russel Wallace: ojciec teorii ewolucji, znakomity badacz motyli
Zdarza się, że jednego a tego samego odkrycia dokonuje niemal w tym samym czasie dwa lub więcej osób, nie wiedząc o swoich pracach. Tak było z rachunkiem różniczkowym i całkowym odkrytymi niezależnie przez Leibniza i Newtona; a bliżej naszych czasów z radiem wynalezionym przez Marconiego, Popowa i Teslę. Podobnie było z teorią ewolucji poprzez działanie doboru naturalnego, sformułowaną przez Karola Darwina i Alfreda Russela Wallece’a. Z naszego artykułu dowiecie się Państwo kim był drugi ojciec ewolucjonizmu? Jakich jeszcze odkryć dokonał? Jaką rolę w jego badaniach odegrały tropikalne motyle, w tym pazie oraz „jesienne liście” z naszej Motylarni?
Alfred Russel Wallace (8 stycznia 1823 – 7 listopada 1913) był nie tylko przyrodnikiem-terenowcem i odkrywcą, lecz również geografem, antropologiem, rysownikiem oraz działaczem społecznym. Swój pionierski artykuł odnośnie ewolucji gatunków pod wpływem selekcji naturalnej opublikował razem z fragmentami wcześniejszych pism Karola Darwina. Skłonił tym samym Darwina do przyśpieszenia prac nad jego książkami, zwłaszcza wydania w 1859 r. streszczenia jego „wielkiej księgi gatunków”, znanego potem jako „O powstawaniu gatunków”.
Ryc. 1 Alfred Russel Wallace
Ryc. 2 Przykładowe kolekcje motyli zebranych przez Wallace’a
Darwin najwięcej uwagi poświęcił wąsonogom (osiadłym skorupiakom), dżdżownicom oraz storczykom, jednak powszechnie kojarzymy go z tzw. ziębami Darwina. Wallace zajmował się przede wszystkim owadami, zwłaszcza tropikalnymi chrząszczami oraz motylami. Genialnych uogólnień dokonał także na podstawie swoich obserwacji małp szerokonosych Ameryki Południowej oraz całej fauny Archipelagu Malajskiego.
Ryc. 3 Mapa Archipelagu Malajskiego z trasą wędrówek Wallace’a
Darwin odbył w młodości tylko jedną, naprawdę długą podróż – dookoła świata na okręcie Beagle. Wallace odbył szereg podróży, najpierw w dorzecze Amazonii, potem na „wyspy korzenne” – głównie Malaje. Tam właśnie dokonał swego najsłynniejszego odkrycia na polu geografii. Wskazał linię nazwaną potem jego imieniem (linia Wallece’a), granicę rozdzielającą archipelag na część zachodnią o faunie głównie azjatyckiej z małą domieszką gatunków australijskich oraz część wschodnią, gdzie przeważały formy australijskie.
Ryc. 4 Przebieg linii Wallace’a rozdzielającej fauny i flory Azji od Australii i Oceanii
Wzmocnienie Wallace’a
Następnym fenomenem przyrodniczym, kojarzonym z jego nazwiskiem, pozostaje efekt Wallace’a (wzmocnienie Wallace’a). Efekt ten polega na zwiększaniu przez dobór naturalny izolacji rozrodczej dwu populacji, tak, że najpierw dają mało płodne potomstwo, a potem zupełnie bezpłodne. Tym samym przekształcają się w pełni izolowane rozrodczo gatunki. Powszechnie znanymi trójkami takich gatunków oraz ich bezpłodnych mieszańców są: koń i osioł (muł), dromader i batrian (iner), kuna leśna i soból (kidus), pstrąg źródlany i p. potokowy (tygrys), ewentualnie cietrzew i głuszec (terkot). Wallace dostrzegał wiele dalszych przykładów wśród tropikalnych paziów tudzież innych motyli. Pełnej izolacji rozrodczej nie muszą towarzyszyć jakieś uderzające różnice kształtów czy preferencji siedliskowych. Niekiedy – z perspektywy człowieka – takie gatunki są wręcz nieodróżnialne. Przynajmniej dopóki nie spróbuje się ich eksperymentalnie skrzyżować, a potem oszacować płodność potomstwa. Tak zresztą empirycznie ustalano odrębność gatunkową u roślin w czasach przed wynalezieniem technik hybrydyzacji DNA. Godne ubolewania, że ta koncepcja była odrzucana przez późniejszych uczonych, pomimo tylu twardych dowodów jej prawdziwości.
Ryc. 5 Wzmocnienie Wallace’a czyli dobór przeciw mieszańcom
Wallace i ubarwienie ostrzegawcze u owadów, w tym motyli
Darwin długo uważał, że nawet jaskrawe ubarwienie zwierząt ma charakter maskujący, ewentualnie służy rywalizacji o partnera podczas godów. Nie potrafił jednak wytłumaczyć ewolucyjnego ubarwienia gąsienic wielu motyli, nie tylko tropikalnych, ale i europejskich jak paź królowej czy proporzyca marzymłódka. Motyle rozmnażają się dopiero w stadium uskrzydlonych imagines, po zakończeniu stadiów poczwarki, a tym bardziej gąsienicy. Wallace dokonał tu prawdziwego „przewrotu kopernikańskiego” wykazując, że kolory nie muszą ani ukrywać danego zwierzęcia przed okiem prześladowców ani wabić samicy. Przeciwnie! Mogą ostrzegać drapieżców i pasożytów, że mamy do czynienia z kimś, kogo nie opłaca się atakować – jadowitym lub trującym. Autor „Podróży po Archipelagu Malajskim” i „Darwinizmu” poprosił swoich kolegów-przyrodników na zebraniu Towarzystwa Entomologicznego o wszelkie przykłady tego zjawiska. W 1869 r. słuszność wniosków Wallace’a potwierdziły obserwacje w przyrodzie i eksperymenty hodowlane Weira na wyraziście umaszczonych larwach wielu motyli. Godne uwagi, że Wallace przypisywał większe znaczenie odżywianiu, a Darwin płciowości (co szczególnie uwidoczniło się w książce „Tropical Nature and Other Essays” z 1878 r.). Może nie jest przypadkiem, iż Wallace jako dziecko z biednej rodziny, a potem podróżnik tracący prowiant często głodował? A Darwin uwielbiał seks i życie rodzinne, doczekał się dziesięciorga dzieci?
Ryc. 6 Gąsienica pazia królowej jako przykład barw odstraszających
Wallace a trujące rośliny pokarmowe gąsienic
Ludzie już dawno zauważali, iż larwom pewnych ciem i motyli bardzo smakują rośliny trujące dla całej reszty zwierząt. Dość wspomnieć rusałki z parzących liści pokrzyw albo paśniki, rolnice i wiele innych ciem nie gardzących starcami. Bogato reprezentowana w Motylarni rodzina paziowatych również dostarcza tu wielu przykładów. Jej członkowie uwielbiają rutowate (większość paziów Papilio) i kokornaki (batus filenor Battus philenor). Jadanie roślin silnie trujących dla większości zwierząt rozwiązuje łuskoskrzydłym co najmniej trzy wielkie problemy: pozwala uniknąć śmierci głodowej, redukuje konkurencję o pokarm z innymi gatunkami, a jednocześnie czyni niejadalnymi dla potencjalnych drapieżników. Znaczna część roślinnych metabolitów wtórnych nie ulega bowiem strawieniu lecz sukcesywnie gromadzi się w ciele owada. Dlatego wiele motyli i ciem o wyrazistym ubarwieniu w kolejnych stadiach (gąsienicy, poczwarki oraz imago) pozostaje trująca dla mięsożerców. Drapieżcy posługujący się wzrokiem, głównie ptaki, są o tym ostrzegane przez jaskrawe kolory. Węchowcy jak ssaki odstraszani są z kolei mocnym zapachem.
Ryc. 7 Gąsienice proporzycy marzymłódki, żerujące na starcu, gromadzące na całe życie zapas toksyn z tejże rośliny
Osobną łamigłówką ekologiczną jest obecność całkiem smacznych naśladowców gatunków trujących. Takie pary, a nawet całe serie, motyli jadalnych i trujących, o niemal identycznym wyglądzie, choć wcale ze sobą niespokrewnionych można znaleźć w wielu miejscach tropików, tak nad Amazonią jak w Azji Południowo-Wschodniej. Wspomniany wyżej batus filenor naprawdę jest toksyczny i obrzydliwy w smaku. Naśladuje go szereg smaczniejszych motyli, chociażby paź linderowiec Papilio troilus, paź glaukus P. glaucus, pokłonnik artemida Limenitis arthemis czy prometea jedwabiodajna Callosamia promethea. To już jednak następna historia, związana z następcami Wallace’a!
Motyle jak zięby Darwina i żółwie Galapagos
Szereg gatunków prezentowanych w Motylarni, a pochodzących z „wysp korzennych” eksplorowanych przez Wallace’a, ulega podobnej ewolucji jak zięby Darwina.
Ryc. 8 „Zięby Darwina”
Przedstawmy to na przykładzie „jesiennego liścia” Doleschallia bisaltide. Opisano szereg form lokalnych tego gatunku, ograniczonych do pojedynczych wysp, ew. archipelagów. Prócz szeroko rozprzestrzenionych – jak spotykana od Australi po Indonezję Doleschallia bisaltide australis C. & R. Felder, 1867; jak rozpowszechniona od południa Chin przez całe Indochiny po Malezję Doleschallia bisaltide continentalis Fruhstorfer, 1899 tudzież występująca w całych płn. Indiach, Nepalu Doleschallia bisaltide indica Moore, 1899 – mamy wiele form o znacznie mniejszych zasięgach, ograniczonych do pojedynczych wysp czy atoli np:
- Doleschallia bisaltide montrouzieri Butler, 1876 znaną tylko z Nowych Hebrydów
- Doleschallia bisaltide nasica Fruhstorfer, 1907 tylo z wyspy Waigeu
- Doleschallia bisaltide bougainvillensis Strand, 1920 z wyspy Bougainville
- Doleschallia bisaltide nigromarginata Joicey & Noakes, 1915 z wyspy Biak.
- Doleschallia bisaltide tualensis Fruhstorfer, 1899 z Kai
- Doleschallia bisaltide cethega Fruhstorfer, 1912 z Sulawesi
- Doleschallia b. philippensis jak sama nazwa wskazuje wyłącznie z Filipin
- Doleschallia bisaltide rennellensis Howarth, 1962 z Rennel i Bellony
- Doleschallia bisaltide sciron Godman & Salvin, 1888 z Guadalcanal oraz Wysp Skarbów
- Doleschallia bisaltide gurelca Grose-Smith & Kirby, 1893 z Arch Bismarcka i Wysp Admiralicji
- Doleschallia bisaltide denisi Viette, 1950 ograniczoną do Nowej Kaledonii oraz Wysp Lojalności
- Doleschallia bisaltide apameia Fruhstorfer, 1912 z wysp Obi
Rozmaitość różnych podgatunków „jesiennego liścia” Doleschallia bisaltide, a przede wszystkim ich rozmieszczenie geograficzne przypomina zięby Darwina i ogromne żółwie z archipelagu Galapogos. Jak Państwo widzą nasze motyle stanowią równie piękny, żywy dowód ewolucji poprzez działanie dobory naturalnego jak kręgowce charakteryzowane przez Darwina.
Dla zainteresowanych
Prac o życiu i dziełach naszego odkrywcy nie brakuje. Co kilka lat ukazują się jego nowe biografie. Regularnie wznawiane są też albo udostępniane w wersjach elektronicznych jego oryginalne książki i artykuły naukowe. O ile nam wiadomo, żadnej z nich nie przełożono na polski. Jeszcze jedna okazja do nauki języków obcych w praktyce! Zapraszamy do Motylarni i do pogłębiania swojej wiedzy o tajemnicach życia na przykładach niesamowitych motyli Azji Południowo-Wschodniej!
Autor Adam Kapler
Wykorzystane źródła:
Costa, James T. (2014). Wallace, Darwin, and the Origin of Species. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press.
Darwin, C., Wallace, AR. (1858). On the Tendency of Species to Form Varieties; and on the Perpetuation of Varieties and Species by Natural Means of Selection. Zoological Journal of the Linnean Society, 3 (9): 46–62.
Shermer, Michael (2002). In Darwin’s Shadow: The Life and Science of Alfred Russel Wallace. Oxford University Press.
Slotten, Ross A. (2004). The Heretic in Darwin’s Court: The Life of Alfred Russel Wallace. New York: Columbia University Press.
http://wallace-online.org/content/frameset?pageseq=1&itemID=S715.1&viewtype=text
https://wallacefund.myspecies.info/