L’albero della vita delle farfalle rivela un’origine in Nord America – ScienceDaily

Gli scienziati conoscono la tempistica precisa di questo evento dal 2019, quando un’analisi su larga scala del DNA ha scartato un’ipotesi precedente secondo cui la pressione dei pipistrelli avrebbe provocato l’evoluzione delle farfalle dopo l’estinzione dei dinosauri.

Ora, gli scienziati hanno scoperto da dove hanno avuto origine le prime farfalle e da quali piante facevano affidamento per il cibo.

Prima di giungere a queste conclusioni, i ricercatori di dozzine di paesi hanno dovuto creare il più grande albero della vita delle farfalle del mondo, assemblato con il DNA di oltre 2.000 specie che rappresentano tutte le famiglie di farfalle e il 92% dei generi. Usando questa struttura come guida, hanno tracciato i movimenti e le abitudini alimentari delle farfalle nel tempo in un puzzle quadridimensionale che riconduceva al Nord e al Centro America. Secondo i loro risultati, pubblicati questo lunedì sulla rivista Natura Ecologia ed Evoluzioneè qui che hanno preso il volo le prime farfalle.

Per l’autore principale Akito Kawahara, curatore dei lepidotteri presso il Florida Museum of Natural History, il progetto richiedeva molto tempo.

“Questo era un mio sogno d’infanzia”, ​​ha detto. “È qualcosa che volevo fare da quando visitavo l’American Museum of Natural History quando ero bambino e vedevo l’immagine di una filogenesi di farfalla attaccata alla porta di un curatore. È anche lo studio più difficile di cui abbia mai preso parte , e per completarlo ci è voluto uno sforzo enorme da parte di persone di tutto il mondo.”

Ci sono circa 19.000 specie di farfalle e mettere insieme la storia di 100 milioni di anni del gruppo richiedeva informazioni sulle loro distribuzioni moderne e sulle piante ospiti. Prima di questo studio, non esisteva un unico posto in cui i ricercatori potessero accedere a quel tipo di dati.

“In molti casi, le informazioni di cui avevamo bisogno esistevano in guide sul campo che non erano state digitalizzate ed erano scritte in varie lingue”, ha detto Kawahara.

Imperterriti, gli autori hanno deciso di creare il proprio database pubblicamente disponibile, traducendo e trasferendo scrupolosamente i contenuti di libri, collezioni museali e pagine Web isolate in un unico archivio digitale.

Alla base di tutti questi dati c’erano 11 rari fossili di farfalle, senza i quali l’analisi non sarebbe stata possibile. Con ali sottilissime e peli filiformi e sottili, le farfalle sono raramente conservate nella documentazione sui fossili. I pochi che sono possono essere usati come punti di calibrazione sugli alberi genetici, consentendo ai ricercatori di registrare i tempi degli eventi evolutivi chiave.

I risultati raccontano una storia dinamica, piena di rapide diversificazioni, avanzamenti vacillanti e improbabili dispersioni. Alcuni gruppi hanno viaggiato su distanze incredibilmente vaste mentre altri sembrano essere rimasti in un posto, rimanendo fermi mentre continenti, montagne e fiumi si muovevano intorno a loro.

Le farfalle sono apparse per la prima volta da qualche parte nel Nord America centrale e occidentale. A quel tempo, il Nord America era diviso in due da un vasto mare che divideva il continente in due, mentre l’attuale Messico era unito in un lungo arco con Stati Uniti, Canada e Russia. Il Nord e il Sud America non si erano ancora uniti attraverso l’istmo di Panama, ma le farfalle non avevano difficoltà ad attraversare lo stretto tra di loro.

Nonostante la vicinanza relativamente stretta del Sud America all’Africa, le farfalle hanno fatto il giro lungo, spostandosi in Asia attraverso il Bering Land Bridge. Da lì, hanno rapidamente coperto il terreno, irradiandosi nel sud-est asiatico, nel Medio Oriente e nel Corno d’Africa. Arrivarono persino in India, che allora era un’isola isolata, separata da miglia di mare aperto su tutti i lati.

Ancora più sorprendente fu il loro arrivo in Australia, che rimase suturata all’Antartide, l’ultimo residuo combinato del supercontinente Pangea. È possibile che le farfalle un tempo vivessero in Antartide quando le temperature globali erano più calde, facendosi strada attraverso il confine settentrionale del continente verso l’Australia prima che le due masse continentali si separassero.

Più a nord, le farfalle hanno indugiato ai margini dell’Asia occidentale potenzialmente fino a 45 milioni di anni prima di migrare finalmente in Europa. La ragione di questa pausa prolungata non è chiara, ma i suoi effetti sono ancora evidenti oggi, ha spiegato Kawahara.

“L’Europa non ha molte specie di farfalle rispetto ad altre parti del mondo, e quelle che ha spesso possono essere trovate altrove. Molte farfalle in Europa si trovano anche in Siberia e in Asia, per esempio.”

Una volta che le farfalle si sono stabilite, si sono rapidamente diversificate insieme alle loro piante ospiti. Quando i dinosauri furono estinti 66 milioni di anni fa, quasi tutte le moderne famiglie di farfalle erano arrivate sulla scena, e ognuna sembra aver avuto un’affinità speciale per uno specifico gruppo di piante.

“Abbiamo esaminato questa associazione su una scala temporale evolutiva, e praticamente in ogni famiglia di farfalle, le piante di fagioli sono risultate essere gli ospiti ancestrali”, ha detto Kawahara. “Questo era vero anche nell’antenato di tutte le farfalle.”

Da allora le piante di fagioli hanno aumentato il loro elenco di impollinatori per includere varie api, mosche, colibrì e mammiferi, mentre le farfalle hanno ampliato in modo simile il loro palato. Secondo la coautrice dello studio Pamela Soltis, curatrice del Museo della Florida e illustre professore, le collaborazioni botaniche che le farfalle hanno forgiato hanno contribuito a trasformarle da piccoli germogli di falene a quello che oggi è uno dei più grandi gruppi di insetti del mondo.

“L’evoluzione delle farfalle e delle piante da fiore è stata inesorabilmente intrecciata sin dall’origine delle prime, e la stretta relazione tra loro ha portato a notevoli eventi di diversificazione in entrambi i lignaggi”, ha affermato.