háttér_lepkék_1_edited.png

A NYÍRFAARASZOLÓ LEPKE PÉLDÁJA

evolúcióbiológia

Kedves Diákok!

Az evolúcióról sokan azt gondolják, hogy annyira lassú, százezer évek alatt lejátszódó folyamat, hogy lehetetlenség megfigyelni. Pedig a nyírfaaraszoló példája is mutatja, hogy az evolúciós folyamatok a szemünk előtt zajlanak, és néha tetten érhetők.

A nyírfaaraszoló lepke egy névtelen kis rovar volna, egy a sok közül, ha nem kapcsolódna a nevéhez egy alapvető evolúcióbiológiai megfigyelés.

Arra hívunk Titeket, hogy szimulációk segítségével fedezzük fel az evolúció néhány alapvető folyamatát. Játsszatok velünk, a játékok eredményét jegyzőkönyvben rögzíthetitek, tudásotokat tesztfeladatokkal is ellenőrizhetitek.

Ha szükséges, az elméleti alapoknak is utánanézhettek a honlapon.  

 

Evolúciós kalandra fel, vezetnek Titeket

a nyírfaaraszolók!

Kedves Tanárok!

"A nyírfaaraszoló lepke példája" című evolúcióbiológiai tananyagunk a Deák Téri Evangélikus Gimnázium tanárainak ötletére épül. Egy interaktív digitális felületet hoztunk létre, amely alkalmas arra, hogy a diákok szimulációk útján értsék meg mélyebben az evolúció-biológia alapfogalmait. A nyírfaaraszolók konkrét példájából indulunk ki, később a kitalált möhöncök gyakoriságának változását követhetik nyomon a játszó diákok. A tanulást jegyzőkönyvek, rövid elméleti szövegek és tesztfeladatok segítik. 

Célunk a természettudományos tárgyak iránti érdeklődés mélyítése, az élményalapú tanulás megtapasztalása, a vizuális kommunikáció és a számítógépes modellek segítségével. A projekt az 5/2020. (I.31.) Kormányrendeletben kiadott Nemzeti Alaptanterv  biológia anyagához kapcsolódik, elsősorban a középiskolák 9-10. évfolyamos és idősebb diákjainak ajánlott. 

A témához kapcsolódóan és a biológiai érettségire való felkészüléshez további hasznos tananyagok érhetők el a Nemzeti Közoktatási Portál honlapján, valamint a Populációgenetika és az Evolúció témakörökben Gőz József Biotéka honlapján.

A nyírfaaraszoló lepke példája

NYIRFAARASZOLOK_STORYBOARD_JAVITOTT_2022_05_28_1.jpg

Sok más, ismert példa mellett jól szemlélteti a természetes szelekció lényegét a nyírfaaraszoló lepke (más néven szürke pettyesaraszoló, Biston betularia) esete. Ennek a lepkének világos és sötét színváltozata ismert. 

 

A 18. század első felében a lepkének szinte csak világos színű példányai fordultak elő Manchester környékén, a sötét színezetű fenotípus relatív gyakorisága 0,001 körüli érték volt. A sötét mintázatú rovarokat ugyanis a nyírfák kérgén és a világos zuzmóval borított felületeken a madarak könnyen észrevették és elfogyasztották.  

A sötét színt kialakító domináns allél gyakoriságát a szelekció igen alacsonyan tartotta. 

 

Az ipari forradalom idején egyrészt szennyezés borította be a fák kérgét, másrészt a légszennyeződés hatására a zuzmók eltűntek. A sötét felszínen a világos lepke vált feltűnővé: néhány évtized alatt a környék nyírfaaraszoló-populációiban a sötét és világos fenotípusok aránya megfordult. Ezt a jelenséget ipari melanizmusnak nevezték el.

 

A kevéssé szennyezett területeken, illetve azokon a helyeken, ahol a 20. században a környezetvédelmi intézkedések hatására tisztább lett a levegő, ismét a világos színű nyírfaaraszolók vannak többségben. A nyírfaaraszolók példáján a természetes szelekció evolúciós hatása látványosan és viszonylag gyorsan érvényesül. 

 

A színek genetikája

A nyírfaaraszolók színezetét egyetlen gén két allélja alakítja ki. A domináns allél fekete színű szárnyat eredményez, az AA és Aa genotípusú egyedek feketék, a recesszív homozigóták (aa) fehérek. 

 

Tudod-e? 

A nyírfaraszolók történetének szelekciós magyarázatát sokan támadták, főleg kreacionisták, akik tagadják az evolúciós mechanizmusok működését. Michael Majerus angol genetikus a XXI. század elején igazolta, hogy a nyírfaraszoló lepkék valóban a fák kérgén szeretnek pihenni, és a ragadozó madarak vadásszák őket. Tehát a világos és sötét formák elterjedésére alkotott szelekciós hipotézis igaz lehet.

Az első szimuláció egyensúlyi populációk fenotípus- és allélgyakoriságainak változását mutatja be. Hogyan alakulnak a gyakoriságok generációról generációra, ha nincs evolúciós változás a populációban? Mi jellemzi az ideális populációt, és létezik-e ilyen? Tovább ›››

A természetben lejátszódó kiválogatódás. Az evolúció egyik legfontosabb hajtóereje. Az adott környezetben egy populáción belül az előnyösebb fenotípussal rendelkező egyedek nagyobb eséllyel maradnak fenn és/vagy nagyobb eséllyel szaporodnak, mint a kevésbé előnyös fenotípusúak. Tovább ›››

A mutáció a DNS egyik nemzedékről a másikra történő, ugrásszerű, öröklődő megváltozása. A mutáció lényegében másolási hiba, de ez a folyamat az evolúció feltétele. Megteremti a populáció genetikai sokféleségét.  Tovább ›››

Sodródás

A populációk létszámának lecsökkenése a mintavételi hiba miatt véletlenszerű, nem adaptív változásokat okozhat a populáció genetikai összetételében. Ekkor beszélünk sodródásról. A kis létszámú, veszélyeztetett fajok populációi esetében különösen nagy a sodródás jelentősége. Tovább ›››

Migráció

A ki- és bevándorlás, más néven migráció, vagy génáramlás szintén megváltoztatja a populáció allélgyakoriságát. A másik populációból bevándorló egyedek eltérő arányban „hoznak be” allélokat a populációba. Ez a változás is véletlenszerűnek tekinthető, nem adaptív folyamat. Tovább ›››

NYIRFAARASZOLOK_STORYBOARD_JAVITOTT_2022_05_28_1.jpg

Rólunk

A Nyírfaaraszoló projekt kidolgozói Kézdy Edit, Fazakas Andrea és Harasztos Barnabás, a budapesti Deák Téri Evangélikus Gimnázium tanárai.

Grafikus: Novák Hanga

Animátor: Pál Erik

Programozó: Gáspár Balázs

Honlap: Béni Gabi

NYIRFAARASZOLOK_1.png