Πριν από περίπου 100 εκατομμύρια χρόνια, μια ομάδα σκώρων άρχισε να πετάει κατά τη διάρκεια της ημέρας και όχι της νύχτας, εκμεταλλευόμενη τα πλούσια σε νέκταρ λουλούδια που είχαν εξελιχθεί μαζί με τις μέλισσες. Αυτό το μοναδικό γεγονός οδήγησε στην εξέλιξη όλων των πεταλούδων.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν την ακριβή χρονική στιγμή αυτού του γεγονότος από το 2019, όταν μια μεγάλης κλίμακας ανάλυση του DNA απέκλεισε μια προηγούμενη υπόθεση ότι η πίεση από τις νυχτερίδες προκάλεσε την εξέλιξη των πεταλούδων μετά την εξαφάνιση των δεινοσαύρων.
Τώρα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν από πού προήλθαν οι πρώτες πεταλούδες και σε ποια φυτά βασίζονταν για την τροφή τους.
Πριν καταλήξουν σε αυτά τα συμπεράσματα, ερευνητές από δεκάδες χώρες χρειάστηκε να δημιουργήσουν το μεγαλύτερο δέντρο ζωής πεταλούδων στον κόσμο, το οποίο συναρμολογήθηκε με DNA από περισσότερα από 2.000 είδη που αντιπροσωπεύουν όλες τις οικογένειες πεταλούδων και το 92% των γενών. Χρησιμοποιώντας αυτό το πλαίσιο ως οδηγό, εντόπισαν τις μετακινήσεις και τις διατροφικές συνήθειες των πεταλούδων μέσα στο χρόνο σε ένα τετραδιάστατο παζλ που οδηγούσε πίσω στη Βόρεια και Κεντρική Αμερική. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά τους, τα οποία δημοσιεύθηκαν αυτή τη Δευτέρα στο περιοδικό Nature Ecology and Evolution, εκεί είναι που πέταξαν οι πρώτες πεταλούδες.
Για τον επικεφαλής συγγραφέα Akito Kawahara, επιμελητή λεπιδοπτέρων στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Φλόριντα, το εγχείρημα άργησε πολύ.
“Αυτό ήταν ένα παιδικό μου όνειρο”, δήλωσε. “Είναι κάτι που ήθελα να κάνω από τότε που επισκέφθηκα το Αμερικανικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας όταν ήμουν παιδί και είδα την εικόνα μιας φυλογένεσης πεταλούδων κολλημένη στην πόρτα ενός επιμελητή. Είναι επίσης η πιο δύσκολη μελέτη στην οποία συμμετείχα ποτέ, και χρειάστηκε μια τεράστια προσπάθεια από ανθρώπους σε όλο τον κόσμο για να ολοκληρωθεί”.
Υπάρχουν περίπου 19.000 είδη πεταλούδων, και για να συναρμολογηθεί η ιστορία της ομάδας αυτής που διήρκεσε 100 εκατομμύρια χρόνια απαιτήθηκαν πληροφορίες σχετικά με τη σύγχρονη κατανομή τους και τα φυτά ξενιστές. Πριν από αυτή τη μελέτη, δεν υπήρχε ένα μόνο μέρος στο οποίο οι ερευνητές μπορούσαν να απευθυνθούν για να αποκτήσουν πρόσβαση σε αυτού του είδους τα δεδομένα.
“Σε πολλές περιπτώσεις, οι πληροφορίες που χρειαζόμασταν υπήρχαν σε οδηγούς πεδίου που δεν είχαν ψηφιοποιηθεί και ήταν γραμμένοι σε διάφορες γλώσσες”, δήλωσε ο Kawahara.
Απτόητοι, οι συγγραφείς αποφάσισαν να δημιουργήσουν τη δική τους, δημόσια διαθέσιμη βάση δεδομένων, μεταφράζοντας και μεταφέροντας με επιμέλεια τα περιεχόμενα βιβλίων, συλλογών μουσείων και μεμονωμένων ιστοσελίδων σε ένα ενιαίο ψηφιακό αποθετήριο.
Πίσω από όλα αυτά τα δεδομένα βρίσκονταν 11 σπάνια απολιθώματα πεταλούδας, χωρίς τα οποία η ανάλυση δεν θα ήταν δυνατή. Με φτερά λεπτά σαν χαρτί και τρίχες σαν νήμα, αραχνοΰφαντες, οι πεταλούδες σπάνια διατηρούνται στα απολιθώματα. Οι λίγες που σώζονται μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως σημεία βαθμονόμησης σε γενετικά δέντρα, επιτρέποντας στους ερευνητές να καταγράψουν το χρονοδιάγραμμα βασικών εξελικτικών γεγονότων.
Τα αποτελέσματα αφηγούνται μια δυναμική ιστορία – μια ιστορία γεμάτη από ταχείες διαφοροποιήσεις, παραπαίουσες προόδους και απίθανες διασπορές. Ορισμένες ομάδες ταξίδεψαν σε απίστευτα μεγάλες αποστάσεις, ενώ άλλες φαίνεται να έμειναν σε ένα μέρος, παραμένοντας ακίνητες ενώ οι ήπειροι, τα βουνά και τα ποτάμια κινούνταν γύρω τους.
Οι πεταλούδες πρωτοεμφανίστηκαν κάπου στην Κεντρική και Δυτική Βόρεια Αμερική. Εκείνη την εποχή, η Βόρεια Αμερική διχοτομούνταν από έναν εκτεταμένο θαλάσσιο δρόμο που χώριζε την ήπειρο στα δύο, ενώ το σημερινό Μεξικό ενώθηκε σε ένα μακρύ τόξο με τις Ηνωμένες Πολιτείες, τον Καναδά και τη Ρωσία. Η Βόρεια και η Νότια Αμερική δεν είχαν ακόμη ενωθεί μέσω του Ισθμού του Παναμά, αλλά οι πεταλούδες δεν είχαν μεγάλη δυσκολία να διασχίσουν το στενό μεταξύ τους.
Παρά τη σχετικά κοντινή γειτνίαση της Νότιας Αμερικής με την Αφρική, οι πεταλούδες πήραν τον μακρύ δρόμο, μετακινούμενες στην Ασία μέσω της Γέφυρας Βερίγγειου Χώρου. Από εκεί, κάλυψαν γρήγορα το έδαφος, ακτινοβολώντας στη Νοτιοανατολική Ασία, τη Μέση Ανατολή και το Κέρας της Αφρικής. Έφτασαν ακόμη και στην Ινδία, η οποία ήταν τότε ένα απομονωμένο νησί, χωρισμένο από μίλια ανοιχτής θάλασσας από όλες τις πλευρές.
Ακόμη πιο εκπληκτική ήταν η άφιξή τους στην Αυστραλία, η οποία παρέμεινε ραμμένη με την Ανταρκτική, το τελευταίο συνδυασμένο απομεινάρι της υπερήσου Παγγαίας. Είναι πιθανόν οι πεταλούδες να ζούσαν κάποτε στην Ανταρκτική όταν οι παγκόσμιες θερμοκρασίες ήταν θερμότερες, και να έφτασαν μέσω του βόρειου άκρου της ηπείρου στην Αυστραλία πριν οι δύο χερσαίες μάζες διαχωριστούν.
Πιο βόρεια, οι πεταλούδες παρέμειναν στην άκρη της δυτικής Ασίας για πιθανώς έως και 45 εκατομμύρια χρόνια πριν τελικά μεταναστεύσουν στην Ευρώπη. Ο λόγος αυτής της παρατεταμένης παύσης δεν είναι σαφής, αλλά οι επιπτώσεις της είναι εμφανείς ακόμη και σήμερα, εξήγησε ο Kawahara.
“Η Ευρώπη δεν έχει πολλά είδη πεταλούδων σε σύγκριση με άλλα μέρη του κόσμου, και αυτά που έχει μπορούν συχνά να βρεθούν και αλλού. Πολλές πεταλούδες στην Ευρώπη βρίσκονται επίσης στη Σιβηρία και την Ασία, για παράδειγμα”.
Μόλις οι πεταλούδες εγκαταστάθηκαν, διαφοροποιήθηκαν γρήγορα παράλληλα με τους φυτικούς ξενιστές τους. Μέχρι τη στιγμή που οι δεινόσαυροι εξαφανίστηκαν πριν από 66 εκατομμύρια χρόνια, σχεδόν όλες οι σύγχρονες οικογένειες πεταλούδων είχαν φτάσει στο προσκήνιο, και κάθε μία από αυτές φαίνεται να είχε ιδιαίτερη προτίμηση σε μια συγκεκριμένη ομάδα φυτών.
“Εξετάσαμε αυτή τη συσχέτιση σε μια εξελικτική χρονική κλίμακα, και σχεδόν σε κάθε οικογένεια πεταλούδων, τα φυτά φασολιών ήταν οι προγονικοί ξενιστές”, δήλωσε ο Kawahara. “Αυτό ίσχυε και στον πρόγονο όλων των πεταλούδων”.
Από τότε τα φυτά φασολιών αύξησαν το ρόστερ των επικονιαστών τους και περιλαμβάνουν διάφορες μέλισσες, μύγες, κολιμπρί και θηλαστικά, ενώ οι πεταλούδες έχουν διευρύνει ομοίως τον ουρανίσκο τους. Σύμφωνα με τη συν-συγγραφέα της μελέτης Πάμελα Σόλτις, επιμελήτρια του Μουσείου της Φλόριντα και διακεκριμένη καθηγήτρια, οι βοτανικές συνεργασίες που σύναψαν οι πεταλούδες βοήθησαν στη μετατροπή τους από δευτερεύον παρακλάδι των πεταλούδων σε αυτό που σήμερα αποτελεί μια από τις μεγαλύτερες ομάδες εντόμων στον κόσμο.
“Η εξέλιξη των πεταλούδων και των ανθοφόρων φυτών ήταν αναπόφευκτα συνυφασμένη από την προέλευση των πρώτων και η στενή σχέση μεταξύ τους οδήγησε σε αξιοσημείωτα γεγονότα διαφοροποίησης και στις δύο γενεαλογικές γραμμές”, δήλωσε η ίδια.