在發展為現代生物學的路途上,有許多傑出的科學家提出或做出關鍵性的理論或實驗,因而奠定生物學的發展方向。例如林奈以二名法命名物種及其分類制度,以便呈現生物體系的自然脈絡。達爾文以共同祖先的後代為概念,將自然脈絡以分歧演化加以解釋。孟德爾以遺傳因子(基因)的表現行為勾串祖先及後代間之關聯。另一方面,後代並非完全忠實的承襲祖先的特徵,而適應多變的環境,達爾文據此以天擇理論成功解釋演化現象。
為了證實天擇是族群發生演化的力量之一,齊特沃在英國工業城市伯明罕附近進行鳥類差異性掠食胡椒蛾(
Biston betularia )的實驗。工業革命前的西元
1800 年左右,伯明罕市的胡椒蛾體色只白色斑紋一型,稱之為典型(
typical )。
1820 年左右,
cortex 基因發生突變,產生碳黑型(
carbonaria )。到了
1900 年左右,工業城附近的碳黑型數量已超越典型。齊特沃認為鳥類對白、黑兩色蛾在淡色及深色樹皮背景有顯著不同的掠食率。他也以標記-釋放-再捕的方式,證實體色與背景近似的保護色具有正面的存活效益。這項胡椒蛾實驗因此成為生物會發生演化的重要案例。請依本文之要旨及所學回答下列有關基因、染色體、細胞、生物體、族群及物種在自然界中繁衍所發生的現象。