所有的蝴蝶,都是从一亿年前北美的古蛾进化而来的
(2023-07-19 09:21:10)
撰文:苏米娅·萨加尔
科学家们煞费苦心地构建了世界上最大的蝴蝶生命树,并发现第一批蝴蝶进化于1亿年前的中美洲和北美洲。
此时,超大陆盘古大陆正处于分裂过程中,北美洲被分隔东西的海道一分为二。蝴蝶起源于这块大陆的西侧。
目前估计有20000种蝴蝶,除南极洲外,其他大陆都有蝴蝶。
尽管科学家们知道蝴蝶是何时起源的,但他们仍然不确定蝴蝶来自哪个地区,以及它们最早的饮食。
由佛罗里达自然历史博物馆鳞翅目(蝴蝶和飞蛾)馆长明人川原领导的科学家团队,通过对来自90个国家的近2300种蝴蝶的391个基因进行测序,建造了新的蝴蝶生命树,这些蝴蝶占公认属的92%。
研究人员将来自多个来源的数据,汇编到一个公开的数据库中。他们使用了11个罕见的蝴蝶化石作为标准,以确保它们生命树的分支点,与化石显示的分支时间相匹配。川原在一份声明中说:“这是我参与过的最困难的研究,全世界的人都付出了巨大的努力才完成。”
5月15日发表在《自然-生态与进化》杂志上的这一发现表明,蝴蝶大约在1.014亿年前,从夜间草食性飞蛾的祖先那里出现。这使得第一只蝴蝶出现在白垩纪中期,与恐龙同时代。
经过进化,蝴蝶传播到现在的南美洲。一些迁徙到了当时温暖得多的南极洲,那里仍然与澳大利亚相连。当这两块陆地分裂时,它们已经到达澳大利亚的北部边缘——这一过程始于大约8500万年前。
接下来,蝴蝶们穿过白令陆桥——一座曾经存在于俄罗斯和北美之间的陆桥——在7500万至6000万年前到达了现在的俄罗斯。然后它们扩散到东南亚、中东和非洲之角。它们甚至在大约6000万年前到达了当时与世隔绝的印度岛。令人惊讶的是,由于未知的原因,蝴蝶的蔓延在中东边缘停顿了4500万年,最终在大约4500万至3000万年前传播到欧洲。川原说,这种停顿反映在与世界其他地区相比,今天欧洲的蝴蝶物种数目较低。
对31456份蝴蝶寄主植物记录的分析表明,第一批蝴蝶以豆科植物为食。豆类几乎存在于每一个生态系统中,大多数都缺乏有效的防御昆虫的化学物质。科学家们认为,这些特征可能导致蝴蝶,数百万年来一直以豆类为食。
如今,蝴蝶已经多样化,以其他植物家族为食,但大多数只限于一个植物家族。大约三分之二的现有物种以单一的植物家族为食,主要是小麦家族和豆类家族。有趣的是,豆科植物最近的共同祖先大约有9800万年的历史,这在很大程度上与蝴蝶的起源相吻合。
佛罗里达博物馆馆长、合著者帕梅拉·索尔蒂斯在声明中表示:“自前者起源以来,蝴蝶和开花植物的进化,就不可避免地交织在一起,它们之间的密切关系,导致了这两个谱系的显著多样化。”