关于此实验
工业革命之前，英格兰几乎所有桦尺蠖都是浅色带斑点的，隐藏在覆盖着地衣的树皮上。煤烟使树木变黑后，鸟类更容易发现浅色蛾类；大约五十年内，工业城市附近的大多数蛾类都变成了深色。20世纪50年代清洁空气法规实施后，这一趋势发生了逆转。本模拟逐代追踪深色等位基因的变化，让学生观察自然选择如何改变种群，并测试捕食压力的强弱和初始频率如何影响变化速度。
学习目标
- 从变异、选择压力、生存和遗传的角度解释自然选择
- 描述环境如何决定哪种变异具有优势
- 区分黑蛾的比例（表型）和黑色等位基因的频率
- 解释为什么稀有的隐性等位基因会被选择作用非常缓慢地清除
使用方法
- 1让树皮保持烟熏熏黑的状态，然后点击“播放”。记录黑蛾超过50%时的世代数。
- 2重置后，将鸟类造成的额外捕食率改为10%，然后改为40%。速度有什么变化？
- 3在烟熏熏黑的树皮上运行，直到大约第50代，然后切换到干净的树皮，观察浅色蛾如何回归。
- 4比较黑蛾比例曲线和黑色等位基因频率曲线。为什么它们不同？
模型
假设
- 飞蛾图标、鸟类飞行和世代更替均为示意。数值频率来自种群模型；个体不会改变其遗传的颜色。
- 种群数量非常庞大，而且随机交配，因此偶然因素（遗传漂变）不会产生影响，每次结果都相同。
- 翅膀颜色由一个含有两个等位基因的基因控制。深色等位基因 C 是完全显性的，就像现实中的 carbonaria 型一样。
- 影响生存的唯一差异是鸟类捕食。没有迁徙，也没有新的突变。
- 一代为一年，这与英国桦尺蛾的生命周期相符。
在课堂上试试这个实验
- Q1有飞蛾改变颜色来与树皮相匹配吗？种群中实际发生了什么变化？
- Q2为什么深色飞蛾的比例上升得比深色等位基因的频率更快？
- Q3从干净树皮上有99%的深色飞蛾开始。为什么最后几只深色飞蛾消失得这么慢？
- Q4如果树皮永远保持着烟熏般的黑色，在这个模型中浅色等位基因会完全消失吗？为什么会或为什么不会？
常见问题
桦尺蛾的故事现在仍被认可吗？
是的。这个说法在20世纪90年代受到质疑，但 Michael Majerus 开展的一项大型野外研究于2012年发表，证实鸟类会吃掉更多在树皮上显眼的飞蛾。
暗色型最初是从哪里来的？
它源于一次突变。2016年，研究人员追溯发现，原因是一个DNA片段插入了名为 cortex 的基因中。这一突变出现在19世纪初，距离1848年曼彻斯特首次记录到暗色飞蛾仅有几十年。
为什么这个模拟中没有随机性？
该模型追踪一个非常大的种群中的等位基因频率，在这个种群中，偶然事件会相互抵消并趋于平均。这样可以单独考察选择作用，让每项设置的影响一目了然。研究遗传漂变需要另设一个小种群模型。