所有的蝴蝶都是從一億年前北美的古代飛蛾進化而來的

在一棵新的生命樹中,科學家們揭示了蝴蝶是如何進化並接管地球的。

蝴蝶是世界上最美麗、最受喜愛的昆蟲之一,但人們對它們起源於何處以及如何進化知之甚少。

蝴蝶一億年
翼展超過 15 厘米藍色翅膀有白色斑點圖案。 Morpho 是中美洲和南美洲的蝴蝶屬,約有 80 種。 © Istock/用戶10095428_393

最近,科學家們重建了有史以來最大的生命蝴蝶樹,這為了解這些生物的祖先帶來了新的見解。

這項研究表明,第一批蝴蝶大約在 100 億年前從北美洲的古代飛蛾進化而來。

當時,超大陸泛大陸正在分裂,北美被一條分隔東西方的海道一分為二。 蝴蝶起源於這片大陸的西部邊緣。

據估計,目前有 20,000 種不同的蝴蝶,您可以在南極洲以外的每個大陸找到它們。 儘管科學家們知道蝴蝶的起源時間,但他們仍然不確定它們出現的地區和它們最早的飲食。

在佛羅里達自然歷史博物館鱗翅目(蝴蝶和飛蛾)館長 Akito Kawahara 的帶領下,科學家們對來自 391 個國家的 2,300 多種蝴蝶的 90 種基因進行了測序,構建了新的蝴蝶生命樹,占公認蝴蝶的 92%屬。

蝴蝶一億年
蝴蝶 (Papilionidae; Pieridae):1a+b) 舊大陸鳳蝶 (Papilio machaon) 與毛蟲 (1a); 2a+b) 稀有燕尾 (Iphiclides podalirius) 與毛蟲 (2a); 3a+b) 帶毛蟲的白菜 (Pieris brassicae) (3a); 4a+b) 帶毛毛蟲的黑脈白(Aporia crataegi)(4a); 5a+b) 帶毛蟲的小白菜(菜青青蟲)(5a)。 手繪彩色石版畫,出版於 1881 年。© 股票/ZU_09

研究人員將來自多個來源的數據匯總到一個公開可用的數據庫中。 他們以11塊珍稀蝴蝶化石為標準,確保生命之樹的分支點與化石顯示的分支時間段相匹配。 “這是我參與過的最困難的研究,全世界的人們都付出了巨大的努力才能完成,”川原說。

研究結果發表在 15 月 XNUMX 日的期刊上 自然生態與進化, 證明蝴蝶大約在 101.4 億年前從夜行性食草蛾的前身進化而來。 這使第一批蝴蝶出現在白堊紀中期,使它們與恐龍同時代。

蝴蝶進化並傳播到現在的南美洲。 一些人前往南極洲,當時南極洲比較溫暖,並且與澳大利亞保持聯繫。 當兩塊大陸分開時,他們到達了澳大利亞的最北端,這一過程始於大約 85 萬年前。

隨後,這些蝴蝶穿過了最初連接俄羅斯和北美的白令陸橋,在 75-60 百萬年前到達了現在的俄羅斯。

蝴蝶一億年
蝴蝶生命樹可追溯到一億年前的北美洲。 ©川原等人/ 合理使用

然後他們遷移到東南亞、中東和非洲的非洲之角。 他們甚至在大約 60 萬年前到達了當時還是一個孤島的印度。

令人驚訝的是,蝴蝶的擴張在中東邊緣停滯了 45 萬年,直到大約 45-30 百萬年前最終擴張到歐洲,原因不明。 根據川原的說法,與世界其他地區相比,歐洲現在的蝴蝶物種數量較少反映了這種中斷。

對 31,456 份蝴蝶寄主植物記錄的檢查發現,最初的蝴蝶以豆類植物為食。 豆科植物幾乎在每個生態系統中都很普遍,然而,它們中的大多數缺乏強大的保護性化合物來防止昆蟲進食。 科學家們認為,正是這些特徵使蝴蝶數百萬年來一直以豆類為食。

今天,蝴蝶吃來自幾個植物科的植物,但大多數都依賴於一個植物科。 大約三分之二的生物物種以單一植物科為食,主要是小麥和豆科植物。 令人驚訝的是,最近的豆類共同祖先大約有 98 萬年的歷史,這與蝴蝶的起源大致相符。

總之,世界上最大的蝴蝶生命樹讓科學家們能夠重建蝴蝶迷人的進化史。 令人難以置信的是,第一批蝴蝶是在 100 億年前在現在的中美洲和北美洲進化而來的。

該研究為我們提供了有關蝴蝶和飛蛾進化史的豐富信息,並幫助我們更好地了解我們所看到的在我們周圍飛舞的多樣而美麗的生物。

隨著我們繼續更多地了解它們的歷史和它們目前的棲息地,我們可以努力保護和保存它們,供子孫後代享用。