ผีเสื้อทั้งหมดวิวัฒนาการมาจากผีเสื้อกลางคืนโบราณในอเมริกาเหนือเมื่อ 100 ล้านปีที่แล้ว

ในต้นไม้แห่งชีวิตใหม่ นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยว่าผีเสื้อวิวัฒนาการและครอบครองโลกได้อย่างไร

ผีเสื้อเป็นหนึ่งในแมลงที่สวยงามและเป็นที่ชื่นชอบมากที่สุดในโลก แต่ไม่ค่อยมีใครรู้ว่าพวกมันมีต้นกำเนิดมาจากที่ใดและมีวิวัฒนาการอย่างไร

ผีเสื้อ 100 ล้านปี
ปีกกว้างกว่า 15 ซม. สีน้ำเงิน ปีกมีลายจุดสีขาว Morpho เป็นผีเสื้อสกุลหนึ่งจากอเมริกากลางและอเมริกาใต้ มีประมาณ 80 ชนิด © Istock/ผู้ใช้10095428_393

เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างต้นไม้แห่งชีวิตผีเสื้อที่ใหญ่ที่สุดขึ้นใหม่ ซึ่งได้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับบรรพบุรุษของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้

งานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าผีเสื้อตัวแรกวิวัฒนาการมาจากผีเสื้อกลางคืนโบราณในอเมริกาเหนือเมื่อประมาณ 100 ล้านปีที่แล้ว

ในเวลานั้น Pangaea มหาทวีปกำลังแยกออกจากกัน และอเมริกาเหนือถูกแยกออกเป็นสองส่วนโดยทะเลที่แยกตะวันออกและตะวันตก ผีเสื้อเกิดขึ้นที่ขอบด้านตะวันตกของทวีปนี้

ในปัจจุบันมีผีเสื้อประมาณ 20,000 สายพันธุ์ที่แตกต่างกัน และคุณสามารถพบผีเสื้อเหล่านี้ได้ทั่วทุกทวีปนอกเหนือจากทวีปแอนตาร์กติกา แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะรู้ว่าผีเสื้อกำเนิดขึ้นเมื่อใด แต่พวกเขาก็ยังไม่แน่ใจเกี่ยวกับภูมิภาคที่พวกมันเกิดขึ้นและอาหารที่พวกมันกินได้เร็วที่สุด

นักวิทยาศาสตร์นำโดย Akito Kawahara ภัณฑารักษ์ของ Lepidoptera (ผีเสื้อและแมลงเม่า) ที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติฟลอริดา ได้สร้างต้นไม้แห่งชีวิตผีเสื้อขึ้นใหม่โดยการหาลำดับยีน 391 ยีนจากผีเสื้อกว่า 2,300 สายพันธุ์จาก 90 ประเทศ ซึ่งคิดเป็น 92% ของยีนที่รู้จัก สกุล

ผีเสื้อ 100 ล้านปี
ผีเสื้อ (Papilionidae; Pieridae): 1a+b) หางแฉกโลกเก่า (Papilio machaon) กับหนอนผีเสื้อ (1a); 2a+b) หางแฉกหายาก (Iphiclides podalirius) กับหนอนผีเสื้อ (2a); 3a+b) กะหล่ำปลีขาว (Pieris brassicae) กับหนอนผีเสื้อ (3a); 4a+b) สีขาวลายเส้นเลือดดำ (Aporia crataegi) กับหนอนผีเสื้อ (4a); 5a+b) กะหล่ำปลีขาวขนาดเล็ก (Pieris rapae) กับหนอนผีเสื้อ (5a) การพิมพ์หินสีด้วยมือ จัดพิมพ์ในปี 1881 © ไอสต็อค/ZU_09

นักวิจัยรวบรวมข้อมูลจากหลายแหล่งเป็นฐานข้อมูลเดียวที่เปิดเผยต่อสาธารณะ พวกเขาใช้ฟอสซิลผีเสื้อหายาก 11 ชนิดเป็นมาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่าจุดแตกแขนงของต้นไม้แห่งชีวิตของพวกมันตรงกับช่วงเวลาการแตกแขนงที่แสดงโดยฟอสซิล “เป็นการศึกษาที่ยากที่สุดที่ฉันเคยมีส่วนร่วม และต้องใช้ความพยายามอย่างมากจากผู้คนทั่วโลกจึงจะสำเร็จ” คาวาฮาระกล่าว

การค้นพบนี้เผยแพร่เมื่อวันที่ 15 พฤษภาคมในวารสาร นิเวศวิทยาธรรมชาติและวิวัฒนาการ แสดงให้เห็นว่าผีเสื้อวิวัฒนาการมาจากผีเสื้อกลางคืนที่กินพืชเป็นอาหารเมื่อประมาณ 101.4 ล้านปีก่อน นี่เป็นการวางผีเสื้อตัวแรกในช่วงกลางยุคครีเทเชียสทำให้พวกมันเป็นไดโนเสาร์

ผีเสื้อวิวัฒนาการและแพร่กระจายไปทั่วทวีปอเมริกาใต้ในปัจจุบัน บางคนเดินทางไปยังทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งขณะนั้นอากาศอบอุ่นกว่าและยังคงเชื่อมต่อกับออสเตรเลีย พวกเขามาถึงจุดเหนือสุดของออสเตรเลียเมื่อแผ่นดินทั้งสองแยกจากกัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่เริ่มต้นขึ้นเมื่อประมาณ 85 ล้านปีก่อน

จากนั้นผีเสื้อก็ข้ามสะพาน Bering Land Bridge ซึ่งแต่เดิมเชื่อมรัสเซียกับอเมริกาเหนือ และมาถึงรัสเซียในปัจจุบันเมื่อ 75-60 ล้านปีที่แล้ว

ผีเสื้อ 100 ล้านปี
ต้นไม้แห่งชีวิตผีเสื้อสืบย้อนไปถึงอเมริกาเหนือเมื่อ 100 ล้านปีก่อน © Kawahara et al / การใช้งานที่เหมาะสม

จากนั้นจึงอพยพไปยังเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ตะวันออกกลาง และแอฟริกา Horn of Africa พวกเขาไปถึงอินเดียซึ่งตอนนั้นเป็นเกาะโดดเดี่ยวเมื่อประมาณ 60 ล้านปีที่แล้ว

น่าแปลกใจที่การขยายตัวของผีเสื้อหยุดอยู่ที่ชายขอบของตะวันออกกลางเป็นเวลา 45 ล้านปีจนกระทั่งขยายไปสู่ยุโรปในที่สุดเมื่อประมาณ 45-30 ล้านปีก่อนโดยไม่ทราบสาเหตุ จากข้อมูลของ Kawahara จำนวนสายพันธุ์ผีเสื้อในยุโรปที่ต่ำเมื่อเทียบกับภูมิภาคอื่น ๆ ของโลกสะท้อนให้เห็นถึงการหายไปนี้

การตรวจสอบพืชอาศัยผีเสื้อ 31,456 รายการพบว่าผีเสื้อเริ่มแรกกินพืชตระกูลถั่ว พืชตระกูลถั่วพบได้ทั่วไปในทุกระบบนิเวศ อย่างไรก็ตาม พืชตระกูลถั่วส่วนใหญ่ไม่มีสารป้องกันที่มีประสิทธิภาพต่อการกินอาหารของแมลง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าลักษณะเหล่านี้เป็นสิ่งที่ทำให้ผีเสื้อกินพืชตระกูลถั่วมานานหลายล้านปี

ทุกวันนี้ ผีเสื้อกินพืชจากตระกูลพืชหลายตระกูล แต่ส่วนใหญ่กินพืชตระกูลเดียว ประมาณสองในสามของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดกินหญ้าในพืชตระกูลเดียว โดยเฉพาะตระกูลข้าวสาลีและพืชตระกูลถั่ว น่าแปลกที่บรรพบุรุษร่วมกันล่าสุดของพืชตระกูลถั่วมีอายุประมาณ 98 ล้านปี ซึ่งใกล้เคียงกับต้นกำเนิดของผีเสื้อ

โดยสรุปแล้ว ต้นไม้แห่งชีวิตผีเสื้อที่ใหญ่ที่สุดในโลกช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างประวัติศาสตร์วิวัฒนาการที่น่าสนใจของผีเสื้อขึ้นใหม่ได้ เป็นเรื่องเหลือเชื่อที่คิดว่าผีเสื้อตัวแรกวิวัฒนาการเมื่อ 100 ล้านปีก่อนในอเมริกากลางและอเมริกาเหนือในปัจจุบัน

การศึกษาให้ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับประวัติวิวัฒนาการของผีเสื้อและแมลงเม่า และช่วยให้เราเข้าใจสิ่งมีชีวิตที่หลากหลายและสวยงามที่เราเห็นกระพือปีกรอบตัวเราได้ดียิ่งขึ้น

ในขณะที่เรายังคงเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติศาสตร์และถิ่นที่อยู่ในปัจจุบันของพวกมัน เราก็สามารถทำงานเพื่อปกป้องและอนุรักษ์พวกมันไว้ให้คนรุ่นหลังได้เพลิดเพลิน