Seleção Natural: A Mariposa do Bétula

A seleção natural: contexto histórico

A seleção natural, conceito fundamental introduzido por Charles Darwin (1809-1882), é o mecanismo pelo qual certas características genéticas se tornam mais frequentes em uma população graças a uma vantagem seletiva em um ambiente dado. O exemplo emblemático desse fenômeno é o da mariposa do bétula (Biston betularia), uma espécie de mariposa cuja cor das asas evoluiu em resposta à poluição industrial no Reino Unido no século XIX.

Física dos fenômenos envolvidos: camuflagem e visibilidade

A mariposa do bétula apresenta duas formas principais: uma forma clara com asas salpicadas de branco e preto, e uma forma escura chamada melânica. O papel-chave da cor das asas é a predação por aves insetívoras, que detectam mais facilmente os indivíduos que contrastam com seu fundo visual.

Fisicamente, a percepção visual dos predadores depende do contraste óptico entre a mariposa e seu ambiente, função das propriedades de reflexão e absorção de luz das asas. Em um ambiente natural limpo, os troncos das bétulas são claros e marcados com manchas, o que favorece a forma clara por camuflagem críptica. Quando, devido à poluição industrial, a fuligem cobre os troncos, a forma escura se torna menos visível.

Tempo necessário para que a forma negra substitua a forma clara

Pressão seletiva e vantagem adaptativa

A transformação da população de mariposas do bétula, passando majoritariamente da forma clara para a forma escura, ocorreu ao longo de várias décadas. Esse lapso de tempo depende essencialmente da força da pressão seletiva exercida pelo ambiente, ou seja, da vantagem que a forma melânica tem em escapar da predação.

Efeito da poluição na sobrevivência das mariposas

Quando a poluição industrial escureceu os troncos das árvores, a forma escura ficou muito melhor camuflada, aumentando consideravelmente suas chances de sobrevivência. As mariposas claras, mais visíveis contra esse fundo escuro, eram mais frequentemente comidas por pássaros. Essa diferença de sobrevivência levou a um aumento gradual da proporção de mariposas escuras em cada geração.

Frequência inicial e dinâmica evolutiva

A velocidade dessa mudança também depende da frequência inicial das mariposas melânicas (negras) antes da poluição. Mesmo que esses indivíduos fossem raros no início, a forte vantagem seletiva permitiu que se multiplicassem rapidamente. Cada geração sucessiva comportava uma proporção sempre mais elevada de mariposas negras.

Uma evolução rápida na escala biológica

No final, esse fenômeno ocorreu ao longo de várias décadas, o que é relativamente curto na escala da evolução biológica. Este caso ilustra perfeitamente como a seleção natural pode agir rapidamente quando o ambiente muda bruscamente, favorecendo os indivíduos melhor adaptados.

Poluição industrial e evolução: a mariposa do bétula como sistema modelo

A mariposa do bétula ilustra perfeitamente o mecanismo da seleção natural através de um exemplo observável, quantificável e modelável fisicamente. A correlação entre a poluição industrial, as propriedades ópticas das asas, a predação e a dinâmica genética mostra o poder explicativo da física aplicada à biologia evolutiva.