Przystanek nauka - portal Uniwesytetu Śląskiego w Katowicach

Motyle dzienne, piękne i kolorowe, to grupa motyli odróżniana od ciem dzięki tym właśnie cechom. W rzeczywistości wspólnie zalicza się je do jednego rodzaju motyli, przy czym nocne ćmy są w tym rodzaju starsze. Od jak dawna motyle dzienne (dalej po prostu: motyle) istnieją na Ziemi? Gdzie się pojawiły? I jak to się stało, że spotkać je można na całym świecie, nawet w izolowanej przyrodniczo Australii? Na te podstawowe pytania – od dawna nurtujące badaczy owadów – długo nie znaliśmy odpowiedzi, ponieważ tradycyjna paleontologia nie ma do tego wystarczających narzędzi.

W ostatnich latach pojawiło się kilka badań, opartych przede wszystkich na genetyce, które stopniowo przybliżają odpowiedź. Ustalono, że motyle pojawiły się w okresie kredy, kiedy dinozaury panowały na Ziemi. Badania opublikowane niedawno w czasopiśmie „Nature Ecology & Evolution” precyzują ten czas do 101,4 miliona lat temu (z granicą błędu 1,2 miliona). Ich poprzednikami były nocne ćmy, a pierwsze motyle dzienne różniły się od nich tym, że funkcjonowały raczej za dnia i przyciągały je kolorowe kwiaty bogate w nektar.

Publikacja poprzedzona była pracą międzynarodowego zespołu badaczy pochodzących z 12 różnych krajów i wszystkich kontynentów. Aby zrekonstruować jak najkompletniejsze drzewo genealogiczne motyli przeanalizowano genotypy 2244 gatunków (z 19 tysięcy istniejących), reprezentujących wszystkie rodziny i 92 procent rodzajów z całego rzędu motyli. W ten sposób powstała ogromna baza danych zawierająca sekwencję DNA, informację o rozmieszczeniu geograficznym i o roślinach będących żywicielami larw motyli.

Podstawą prowadzonej analizy nie były jednak tysiące danych pozyskanych od współcześnie żyjących motyli, ale 11 dobrze zachowanych skamielin. Motyle nie są częstym znaleziskiem kopalnym, a te które się zachowały, bardzo rzadko umożliwiają identyfikację. Tych kilkanaście szczęśliwych przypadków posłużyło badaczom do skalibrowania drzewa genealogicznego. Stały się punktem wyjścia do oszacowania czasu kluczowych wydarzeń w ewolucji motyli i jej geograficznych zawiłości.

Historia, którą udało się odtworzyć – także dzięki wiedzy o zmiennym rozmieszczeniu roślin, na których jaja składają poszczególne gatunki – zaczyna się gdzieś w centralnej lub zachodniej Ameryce Północnej, stanowiącej wówczas z Euroazją część rozpadającego się właśnie północnego kontynentu zwanego Laurazją. Z Ameryki Północnej motyle przeniosły się szybko – bo trwało to nie dłużej niż 10 milionów lat – do Ameryki Południowej, co jest o tyle fascynujące, że oba kontynenty nie były wówczas połączone Panamą, motyle musiały więc pokonać morze.

Ameryka Południowa stała się ich „ziemią obiecaną” – tam rozwinęło się i do dziś mieszka najwięcej najróżniejszych gatunków motyli. Stamtąd też rozprzestrzeniły się na pozostałe kontynenty półkuli południowej – Antarktydę i Australię – stanowiące wówczas pozostałość superkontynentu Gondwany, od której odłączyły się wcześniej Afryka i Indie.

We współczesnej Australii żyją gatunki motyli nieobecne w żadnym innym miejscu na świecie. Niektóre z nich są potomkami podrodzin Coeliadinae i Euschemoniinae, które znalazły się w Australii odpowiednio 72 i 65 milionów lat temu.

Przy okazji warto zauważyć, że aby dotrzeć do Australii, motyle musiały jakiś czas mieszkać na Antarktydzie, która była wówczas o wiele cieplejszą niż współcześnie krainą. Oba południowe kontynenty rozdzieliły się zaledwie 34 miliony lat temu.

Znacznie później do Australii dotarła jeszcze jedna fala motyli, która dostała się tam poprzez wyspy południowowschodniej Azji. W czasie kiedy część motyli rozprzestrzeniała się po półkuli południowej, inne wędrowały na północ. Między 76 a 60 milionów lat temu przekroczyły one cieśninę Beringa i stopniowo zaczęły rozprzestrzeniać się po całej Azji, docierając w końcu na Bliski Wschód i stamtąd do Afryki. Udało im się nawet dotrzeć do Indii, które były wówczas wyspą oddaloną od stałego lądu o wiele kilometrów.

Najdłużej trwała podróż motyli do Europy, którą z jednej strony izolowały zimne wody Atlantyku, a od drugiej wysokie góry Ural. Dotarły tam stopniowo między 30 a 15 milionów lat temu, tym samym zasiedlając cały glob.

Badania: Kawahara, A.Y., Storer, C., Carvalho, A.P.S. et al. A global phylogeny of butterflies reveals their evolutionary history, ancestral hosts and biogeographic origins. Nat Ecol Evol (2023). https://doi.org/10.1038/s41559-023-02041-9

Opracowano na podstawie artykułu How butterflies conquered the world: a new ‘family tree’ traces their 100-million-year journey across the globe opublikowanego na portalu “The Conversation”, dostępnego na zasadach licencji Creative Commons.