所有的蝴蝶都是从一亿年前北美的古代飞蛾进化而来的

在一棵新的生命树中,科学家们揭示了蝴蝶是如何进化并接管地球的。

蝴蝶是世界上最美丽、最受喜爱的昆虫之一,但人们对它们起源于何处以及如何进化知之甚少。

蝴蝶一亿年
翼展超过 15 厘米蓝色翅膀有白色斑点图案。 Morpho 是中美洲和南美洲的蝴蝶属,约有 80 种。 © Istock/用户10095428_393

最近,科学家们重建了有史以来最大的生命蝴蝶树,这为了解这些生物的祖先带来了新的见解。

这项研究表明,第一批蝴蝶大约在 100 亿年前从北美洲的古代飞蛾进化而来。

当时,超大陆泛大陆正在分裂,北美被一条分隔东西方的海道一分为二。 蝴蝶起源于这片大陆的西部边缘。

据估计,目前有 20,000 种不同的蝴蝶,您可以在南极洲以外的每个大陆找到它们。 尽管科学家们知道蝴蝶的起源时间,但他们仍然不确定它们出现的地区和它们最早的饮食。

在佛罗里达自然历史博物馆鳞翅目(蝴蝶和飞蛾)馆长 Akito Kawahara 的带领下,科学家们对来自 391 个国家的 2,300 多种蝴蝶的 90 种基因进行了测序,构建了新的蝴蝶生命树,占公认蝴蝶的 92%属。

蝴蝶一亿年
蝴蝶 (Papilionidae; Pieridae):1a+b) 旧大陆凤蝶 (Papilio machaon) 与毛虫 (1a); 2a+b) 稀有燕尾 (Iphiclides podalirius) 与毛虫 (2a); 3a+b) 带毛虫的白菜 (Pieris brassicae) (3a); 4a+b) 带毛毛虫的黑脉白(Aporia crataegi)(4a); 5a+b) 带毛虫的小白菜(菜青青虫)(5a)。 手绘彩色石版画,出版于 1881 年。© 股票/ZU_09

研究人员将来自多个来源的数据汇总到一个公开可用的数据库中。 他们以11块珍稀蝴蝶化石为标准,确保生命之树的分支点与化石显示的分支时间段相匹配。 “这是我参与过的最困难的研究,全世界的人们都付出了巨大的努力才能完成,”川原说。

研究结果发表在 15 月 XNUMX 日的期刊上 自然生态与进化, 证明蝴蝶大约在 101.4 亿年前从夜行性食草蛾的前身进化而来。 这使第一批蝴蝶出现在白垩纪中期,使它们与恐龙同时代。

蝴蝶进化并传播到现在的南美洲。 一些人前往南极洲,当时南极洲比较温暖,并且与澳大利亚保持联系。 当两块大陆分开时,他们到达了澳大利亚的最北端,这一过程始于大约 85 万年前。

随后,这些蝴蝶穿过了最初连接俄罗斯和北美的白令陆桥,在 75-60 百万年前到达了现在的俄罗斯。

蝴蝶一亿年
蝴蝶生命树可追溯到一亿年前的北美洲。 ©川原等人/ 合理使用

然后他们迁移到东南亚、中东和非洲的非洲之角。 他们甚至在大约 60 万年前到达了当时还是一个孤岛的印度。

令人惊讶的是,蝴蝶的扩张在中东边缘停滞了 45 万年,直到大约 45-30 百万年前最终扩张到欧洲,原因不明。 根据川原的说法,与世界其他地区相比,欧洲现在的蝴蝶物种数量较少反映了这种中断。

对 31,456 份蝴蝶寄主植物记录的检查发现,最初的蝴蝶以豆科植物为食。 豆科植物几乎在每个生态系统中都很普遍,然而,它们中的大多数缺乏强大的保护性化合物来防止昆虫进食。 科学家们认为,正是这些特征使蝴蝶数百万年来一直以豆类为食。

今天,蝴蝶吃来自几个植物科的植物,但大多数都依赖于一个植物科。 大约三分之二的生物物种以单一植物科为食,主要是小麦和豆科植物。 令人惊讶的是,最近的豆类共同祖先大约有 98 万年的历史,这与蝴蝶的起源大致相符。

总之,世界上最大的蝴蝶生命树让科学家们能够重建蝴蝶迷人的进化史。 令人难以置信的是,第一批蝴蝶是在 100 亿年前在现在的中美洲和北美洲进化而来的。

该研究为我们提供了有关蝴蝶和飞蛾进化史的丰富信息,并帮助我们更好地了解我们所看到的在我们周围飞舞的多样而美丽的生物。

随着我们继续更多地了解它们的历史和它们目前的栖息地,我们可以努力保护和保存它们,供子孙后代享用。