Pian toisen presidenttikauden päätyttyä vuonna 1909 Teddy Roosevelt otti vuoden mittaisen metsästyssafarin Afrikassa Smithsonian-instituutin johdolla. Monet Rooseveltin palkinnoista purkautuvat näyttelyinä Smithsonianissa ja New Yorkin amerikkalaisessa luonnonhistoriallisessa museossa. Rooseveltin safarikokemukset, jotka on kerrottu kirjassaan Afrikkalaiset pelireitit (1910), antoivat hänelle vahvat mielipiteet siitä, kuinka eläimet sekoittuivat tai eivät sekoittuneet ympäristöönsä:
”Musta ja valkoinen ovat yleensä luonnon näkyvin värit (ja niitä kantavat kuitenkin lukuisat olennot, jotka ovat menestyneet hyvin taistelussa elämästä); mutta melkein kaikki sävyt ... harmonisoituvat melko hyvin ainakin joidenkin maisemien kanssa, ja vain harvoissa tapauksissa suurten nisäkkäiden joukossa, ja melkein missään niistä, jotka usein toistuvat avoimilla tasangoilla, on mikään syy olettaa, että olento saa hyötyä siitä, mitä niin kutsutaan löysästi sen 'suojaväriksi'. "
Roosevelt pilkkasi käsityksiä värien suojaarvosta kahdesta syystä. Ensinnäkin, hevosasentajalla ollessa ekstraordinaattorissa oli pieniä vaikeuksia huijaamisessa, seuraamisessa ja ison riistan pussittamisessa; hänen metsästysjuhlissaan ammuttiin yli 500 nisäkästä. Eläinten värit eivät selvästikään suojelleet häntä . Ja toiseksi, vaikka tutkijat (ja Roosevelt) hyväksyivät evoluution tosiasian laajalti, Darwinin selitys luonnollisen valinnan ensisijaisesta roolista evoluution mekanismina ei ollut. Luonnollinen valinta oli jättänyt suosion ulkopuolelle, etenkin eläinten värjäyksen suhteen. Monet luonnontieteilijät 1890-luvulla olivat arvostelleet darwinilaisia selityksiä värityksestä kokonaan puuttuvina todisteina ja tarjonneet muita selityksiä. Jotkut esimerkiksi ehdottivat, että väritys johtui suoraan ulkoisista tekijöistä, kuten ilmasto, valo tai ruokavalio.
Näitä vaihtoehtoisia ideoita tukahdutettiin pian genetiikan tieteen nousun myötä ja jalostuskokeilla (kuten Gregor Mendelin alun perin tekemillä kokeilla) osoitettuna, että värjäys on kasvien ja eläinten peritty omaisuus. Mutta muutamiin viime vuosiin asti, emme tienneet, kuinka geenit määrittävät eläinten värin tai kuinka geenien vaihtelut vaikuttavat luonnon värimuutoksen variaatioon. Uusi ymmärrys siitä, miten eläinvärit tehdään, etenkin yksinkertaiset mustavalkoiset kuviot, ja kenttätutkimukset eri elinympäristöjen värimaailman eduista ja haitoista, tarjoavat nyt parhaita esimerkkejä luonnollisen valinnan ja evoluution toimivuudesta.
Yksi yleisimmistä ilmiöistä eläinvaltiossa on tumman pigmentoituneiden lajikkeiden esiintyminen lajeissa. Kaikenlaisilla koilla, kovakuoriaisilla, perhosilla, käärmeillä, liskoilla ja linnuilla on muodot, jotka ovat kaikki tai enimmäkseen mustia. Ehkä tunnetuimmat ovat tummat isot kissat, kuten musta leopardi ja musta jaguari. Nämä kauniit eläimet esitetään eläintarhoissa usein uteliaisina, mutta niitä esiintyy myös luonnossa huomattavana määränä.
Kaikki nämä ns. Melaniikkamuodot johtuvat pigmentti-melaniinin lisääntyneestä tuotannosta iholla, turkissa, vaa'oissa tai höyhenissä. Melaaninen pigmentaatio voi palvella monia rooleja. Melaniini suojaa meitä ja muita eläimiä auringon ultraviolettisilta säteiltä; se voi auttaa eläimiä kylmässä ilmastossa tai korkeammassa korkeudessa lämmittämään ruumiinsa nopeammin, ja toisin kuin Roosevelt suhtautuu skeptisesti suojaväreihin, musta pigmentti piilottaa jotkut eläimet saalistajilta.
Esimerkiksi Yhdysvaltojen lounaisosien autiomaissa esiintyy erittäin tummien kivien paloja, joita laavavirtaukset ovat tuottaneet viimeisen kahden miljoonan vuoden aikana. Näiden kivien joukossa asuu kivitaskuhiiri, joka on tummanmusta ja vaalea, hiekkainen. Luonnontieteilijät 1930-luvulla havaitsivat, että laavakiviltä löydetyt hiiret olivat tyypillisesti melanisia, kun taas ympäröivät hiekanväriset graniittikivet olivat yleensä vaaleita. Tämä turkisen värin ja elinympäristön taustan väriyhteensopivuus näyttää olevan sopeutumista petoeläimiä, erityisesti pöllöjä vastaan. Hiirillä, jotka on sovitettu ympäristöönsä ympäristöön, on selviytymis etu etääntyneisiin hiiriin nähden molemmissa kahdessa elinympäristössä.
Kivitaskuhiiri on saatavana kahdessa värissä, tumma ja vaalea. Tummat sekoittuvat hyvin laavakivet (oikealla ylhäällä) ja vaaleat naamioidaan hiekkakiveä vasen (vasen yläosa). "Väärään" ympäristöön sijoitetut hiiret ovat petoeläinten helppo nähdä. (Tri Michael Nachman) 
Mustilla jaguaareilla, kuten vasemmalla puolella olevalla kuutioella, on mutaatio, joka saa ne tuottamaan enemmän pigmentti melaniinia kuin laikullinen jaguaari. (Daniel Karmann / dpa / Corbis) 
Jotkut whiptail-liskoja (nämä ovat Aspidoscelis-suvusta) ovat tavallista tummempia, johtuen mutaatiosta, joka on samanlainen kuin tummisissa jaguaareissa tai mustissa lampaissa. (Tri Erica Bree Rosenblum) 
Vähemmän korvattomia liskoja on kaksi väriä, riippuen siitä, minkä version ne perivät geenistä, joka vaikuttaa melaniinin tuotantoon. (Tri Erica Bree Rosenblum) 
Sceloporous-suvun liskoja on erivärisiä, riippuen osittain siitä, minkä version melaniinigeenistä ne kantavat. (Tri Erica Bree Rosenblum) 
Kivitaskuhiirien elinympäristö on kahta väriä: tumma laavakivi ja vaalea hiekkakivi. (Tri Michael Nachman) 
Kun kivitaskuhiiret elävät tummassa laavakivissä, niillä on todennäköisemmin mutaatio, joka aiheuttaa niiden tuottavan enemmän melaniinia ja tumman värisen turkin. (Tri Michael Nachman) Äskettäin Michael Nachman ja hänen yhteistyökumppaninsa Arizonan yliopistossa ovat suorittaneet kalliontaskuhiirien yksityiskohtaiset kenttä- ja geenitutkimukset. He ovat havainneet, että hiiret risteytyivät hiirien kanssa muista luontotyypeistä ja siirtyvät kivityyppien välillä. Hiiret ovat selvästi yksi laji, ei kaksi. Mikä tekee turkista mustan tai vaalean? Vain muutama ero geenin koodissa. Tämä yksinkertainen perintöperuste tarkoittaa sitä, että mustien hiirien alkuperä vaaleanpunaisilta vanhemmilta tapahtui vain yhdellä tai hyvin pienellä määrällä mutaatiovaiheita. Mutta hiirille, jotka tunkeutuivat aikaisemmin muukalaisten laavakivien luontoon, nämä pienet geneettiset vaiheet olivat evoluutiossa valtava harppaus. Nachman ja Hopi Hoekstra (nykyisin Harvardin yliopistossa) arvioivat, että tummilla hiirillä on noin 60 prosenttia tai enemmän selviytymisedut verrattuna vaaleisiin hiiriin tummissa laavakiveissä. Toisin sanoen tämän lajin turkisten väri on selvästi erittäin voimakkaan luonnollisen valinnan alla.
Geeli, joka liittyy melanismin alkuperään kivitaskuhiirissä, kutsutaan melanokortiinireseptoriksi 1 tai MC1R tai lyhyt. Se ei ole kovin mielenkiintoinen informaatiomökki, kunnes sanon teille, että jaaguarien, lumihanhien, arktisen kettujen, keijuväänien, keisarien, banaquitien, kultaisen leijonamariinien, arktisen skuan, kahden tyyppisten liskojen ja kotieläinten lehmien, lampaiden muodot ja kanat johtuvat mutaatioista tässä aivan samassa geenissä. Joillakin lajeilla täsmälleen samat mutaatiot ovat tapahtuneet itsenäisesti niiden tummien muotojen alkuperästä. Nämä löytöt paljastavat, että melanismin kehitys ei ole uskomattoman harvinainen onnettomuus, vaan yleinen, toistettava prosessi. Evoluutio voi toistua ja toistuu.
Melanismi ei ole vain piilottamisen asia. Pienempi lumihanhi esiintyy myös kahdessa muodossa, valkoisena ja melaanisena "sinisenä". Tässä lajissa yksilöiden pariutumissuositus seuraa heidän vanhempiensa värimaailmaa. Ilmeisesti nuoret linnut oppivat vanhempiensa värin ja valitsevat parikaverit perheen mukaan - sinisten perheiden linnut mieluummin siniset kaverit ja valkoisten perheiden linnut mieluummin valkoiset kaverit. Arktisten skuien parittelumäärityksillä on ylimääräinen käänne, koska naaraat yleensä mieluummin tummempia uroksia. Nämä molemmat lintulajit kehittyvät seksuaalisen valinnan alla, tämä on myös Darwinin ensin kuvailema prosessi, jossa suositaan parittelupelissä edullisia piirteitä. Koska seksuaalisella valinnalla on niin voimakas vaikutus parittelumenestykseen, se on luonnossa erittäin vahva valintamuoto.
Toinen yleinen eläinten värjäysmuoto on pigmentaation tai albinismin puute. Tätä tilaa tarkkaillaan usein luolissa asuvien eläinten luonnollisissa populaatioissa, mukaan lukien kalat, rapu, hyönteiset, hämähäkit ja muut lajit. Albinismin yleisen esiintymisen luolaeläimissä ajatellaan edustavan evoluution käännettä luonnollisessa valinnassa. Toisin sanoen sillä, että valoa on vähän tai ei ollenkaan, luonnollinen tai seksuaalinen valinta pigmentin värissä ja kuviossa on rento. Mutaatiot, jotka poistavat pigmentoitumisen ja jotka olisivat yleensä haitallisia eläimille muissa elinympäristöissä, siedetään näiden luolien pimeydessä.
Myös albinismilla näyttää olevan yksinkertainen geneettinen perusta, joka tekee siitä ”helpon” kehittymisen. Äskettäin Meredith Protas ja Cliff Tabin Harvardin lääketieteellisessä koulussa, Bill Jeffery Marylandin yliopistossa ja heidän yhteistyökumppaninsa toivat esiin albinismin geneettisen perustan Meksikon sokeassa cavefishissä. Nämä albiinokalat löytyvät noin 30 luolista Sierra de El Abra -alueella Koillis-Meksikossa. Jokainen populaatio on johdettu pigmentoidusta, täysin näkyvästä pinta- tai joen asumismuodosta. Tutkijat ovat tutkineet albinismin geneettisen perustan Pachón- ja Molino-luolien populaatioissa ja havainneet, että kussakin populaatiossa albinismin aiheuttivat mutaatiot samassa pigmenttigeenissä, mutta erilaiset spesifiset mutaatiot kussakin tapauksessa. Tässäkin näissä kaloissa evoluutio on toistunut kahdesti saman ominaisuuden alkuperästä. Lisäksi näissä kaloissa mutatoitunut spesifinen geeni on myös sama geeni, joka vastaa albinismista ihmisissä, sioissa, hiirissä ja muissa kalalajeissa.
Kivitaskuhiirien ja cavefishien luonnolliset historia osoittavat elävästi, kuinka eläimet ovat sopeutuneet uuteen ympäristöön; ei väliä kuinka vieraat nuo elinympäristöt olivatkin esi-isilleen. Nämä epäselvät eläimet ovat myös tarjonneet konkreettiset yhteydet tiettyjen geenien, luonnollisen valinnan ja luonnossa tapahtuvan evoluution välillä, joita biologit ovat jo kauan etsineet. Vaikka nämä eläimet eivät ole niin majesteettisia kuin Afrikan savannin riistaeläimet, ne kuvaavat suurempia oppitunteja, jotka Roosevelt olisi pitänyt arvostaa, ja ehkä jopa oikeuttivat omaa, vaikkakin pientä pokaaliaan esittämään jatkuvaa edistystä evoluution ymmärtämisessä.
Kirjailijan bio:
Sean B. Carroll on evoluutiobiologi Wisconsinin yliopistossa. Hänen uudessa kirjassaan Merkittävät olennot: Eeppisiä seikkailuja lajien alkuperän etsinnässä (Houghton Mifflin Harcourt) kuvaillaan epätarkojen luonnontieteilijöiden kokemuksia ja löytöjä, jotka ovat kehittäneet ja kehittäneet evoluutioteoriaa.
