Tất cả các loài bướm tiến hóa từ bướm đêm cổ đại ở Bắc Mỹ 100 triệu năm trước

Trong một cây sự sống mới, các nhà khoa học đã tiết lộ cách những con bướm tiến hóa và chiếm lấy hành tinh.

Bướm là một trong những loài côn trùng đẹp và được yêu thích nhất trên thế giới, nhưng ít ai biết được chúng có nguồn gốc từ đâu và chúng tiến hóa như thế nào.

Bướm 100 triệu năm
Sải cánh dài hơn 15 cm màu xanh Cánh có hoa văn đốm trắng. Morpho là một chi bướm từ Trung và Nam Mỹ, với số lượng khoảng 80 loài. © Istock/Người dùng10095428_393

Mới đây, các nhà khoa học đã dựng lại cây sự sống của loài bướm lớn nhất từ ​​trước đến nay, điều này đã mang lại những hiểu biết mới về tổ tiên của loài sinh vật này.

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng những con bướm đầu tiên tiến hóa từ những con bướm đêm cổ đại ở Bắc Mỹ khoảng 100 triệu năm trước.

Pangaea, siêu lục địa, đang tan rã vào thời điểm đó và Bắc Mỹ bị chia đôi bởi một đường biển ngăn cách Đông và Tây. Bướm có nguồn gốc ở rìa phía tây của lục địa này.

Người ta ước tính rằng hiện có 20,000 loài bướm khác nhau và bạn có thể tìm thấy chúng ở mọi châu lục khác ngoài Nam Cực. Mặc dù các nhà khoa học biết loài bướm có nguồn gốc từ khi nào, nhưng họ vẫn không chắc chắn về khu vực chúng xuất hiện và chế độ ăn uống sớm nhất của chúng.

Các nhà khoa học, đứng đầu là Akito Kawahara, người phụ trách bộ Lepidoptera (bướm và bướm đêm) tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Florida, đã xây dựng cây sự sống mới của loài bướm bằng cách giải trình tự 391 gen từ hơn 2,300 loài bướm từ 90 quốc gia, chiếm 92% số lượng được công nhận. chi.

Bướm 100 triệu năm
Bướm (Papilionidae; Pieridae): 1a+b) Đuôi én Cựu thế giới (Papilio machaon) với sâu bướm (1a); 2a+b) Đuôi én khan hiếm (Iphiclides podalirius) với sâu róm (2a); 3a+b) Bắp cải trắng (Pieris brassicae) có sâu bướm (3a); 4a+b) Sâu trắng gân đen (Aporia crataegi) với sâu róm (4a); 5a+b) Bắp cải trắng nhỏ (Pieris rapae) có sâu bướm (5a). In thạch bản màu vẽ tay, xuất bản năm 1881. © Istock/ZU_09

Các nhà nghiên cứu đã tổng hợp dữ liệu từ nhiều nguồn vào một cơ sở dữ liệu có sẵn công khai. Họ đã sử dụng 11 hóa thạch bướm quý hiếm làm tiêu chuẩn để đảm bảo rằng các điểm phân nhánh trên cây sự sống của họ khớp với khoảng thời gian phân nhánh được hiển thị trên hóa thạch. Kawahara cho biết: “Đây là nghiên cứu khó khăn nhất mà tôi từng tham gia và nó cần rất nhiều nỗ lực của mọi người trên khắp thế giới để hoàn thành.

Những phát hiện, được công bố vào ngày 15 tháng XNUMX trên tạp chí Sinh thái tự nhiên & Tiến hóa, chứng minh rằng những con bướm đã tiến hóa từ những người tiền nhiệm bướm đêm ăn cỏ khoảng 101.4 triệu năm trước. Điều này đặt những con bướm đầu tiên vào giữa kỷ Phấn trắng, khiến chúng trở thành những con khủng long cùng thời.

Bướm tiến hóa và lan rộng khắp Nam Mỹ ngày nay. Một số đã đến Nam Cực, nơi ấm hơn vào thời điểm đó và vẫn kết nối với Úc. Họ đã đến điểm cực bắc của Úc khi hai vùng đất chia cắt, một quá trình bắt đầu cách đây khoảng 85 triệu năm.

Sau đó, những con bướm băng qua Cầu Bering Land, ban đầu nối liền Nga và Bắc Mỹ, và đến vùng đất ngày nay là Nga cách đây 75-60 triệu năm.

Bướm 100 triệu năm
Cây sự sống của bướm có nguồn gốc từ Bắc Mỹ 100 triệu năm trước. © Kawahara và cộng sự / Sử dụng hợp pháp

Sau đó, họ di cư đến Đông Nam Á, Trung Đông và Châu Phi Sừng châu Phi. Họ thậm chí đã đến được Ấn Độ, lúc đó là một hòn đảo bị cô lập, khoảng 60 triệu năm trước.

Đáng ngạc nhiên là sự bành trướng của loài bướm bị đình trệ ở rìa Trung Đông trong 45 triệu năm cho đến khi cuối cùng mở rộng sang châu Âu khoảng 45-30 triệu năm trước vì những nguyên nhân không giải thích được. Theo Kawahara, số lượng loài bướm thấp ở châu Âu hiện nay so với các khu vực khác trên thế giới phản ánh sự gián đoạn này.

Một cuộc kiểm tra 31,456 hồ sơ về cây ký chủ của bướm đã phát hiện ra rằng những con bướm ban đầu ăn cây họ đậu. Thực tế, cây họ đậu phổ biến trong mọi hệ sinh thái, tuy nhiên, phần lớn chúng thiếu các hợp chất bảo vệ mạnh mẽ chống lại sự ăn thịt của côn trùng. Các nhà khoa học tin rằng những đặc điểm này đã khiến bướm ăn chế độ ăn đậu trong hàng triệu năm.

Ngày nay, bướm ăn thực vật từ một số họ thực vật, nhưng phần lớn chỉ bám vào một họ thực vật. Khoảng hai phần ba tất cả các loài sống ăn cỏ trên một họ thực vật, chủ yếu là họ lúa mì và họ đậu. Đáng ngạc nhiên là tổ tiên chung gần đây nhất của cây họ đậu có niên đại xấp xỉ 98 triệu năm, gần tương ứng với nguồn gốc của loài bướm.

Tóm lại, cây sự sống của loài bướm lớn nhất thế giới đã cho phép các nhà khoa học tái tạo lại lịch sử tiến hóa hấp dẫn của loài bướm. Thật khó tin khi nghĩ rằng những con bướm đầu tiên đã tiến hóa cách đây 100 triệu năm ở khu vực ngày nay là Trung và Bắc Mỹ.

Nghiên cứu cung cấp cho chúng ta rất nhiều thông tin về lịch sử tiến hóa của bướm và bướm đêm, đồng thời giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những sinh vật đa dạng và xinh đẹp mà chúng ta thấy đang bay xung quanh chúng ta.

Khi chúng ta tiếp tục tìm hiểu thêm về lịch sử và môi trường sống hiện tại của chúng, chúng ta có thể hướng tới việc bảo vệ và gìn giữ chúng cho các thế hệ tương lai được tận hưởng.