Ученые из Музея естественной истории Флориды и других научных учреждений секвенировали 391 ген 2244 видов бабочек, взятых из 90 стран и 28 энтомологических коллекций, чтобы реконструировать новое филогенетическое дерево дневных бабочек, представляющее 92 % всех родов. Они обнаружили, что первые дневные бабочки, вероятно, питались цветущими растениями из семейства бобовых и возникли на территории современной Америки.
Отряд чешуекрылых, или бабочек, возник около 300 миллионов лет назад. Первые бабочки были ночными и питались хвойными растениями. Дневные бабочки принадлежат к семейству булавоусых (Rhopalocera). Существует около 19 000 видов данного семейства, и для того, чтобы реконструировать 100 миллионов лет истории этой группы, требуется информация об их современном распространении и растениях, на которых питаются их гусеницы. До нынешнего исследования не было единого места, где исследователи могли бы получить доступ к данным такого типа. «Во многих случаях необходимая нам информация существовала в полевых справочниках, которые написаны на разных языках и не были оцифрованы», — говорит ведущий автор исследования Акито Кавахара, куратор чешуекрылых в Музее естественной истории Флориды. Авторы решили создать собственную общедоступную базу данных, кропотливо собрав содержимое книг, музейных коллекций и отдельных веб-страниц в единое цифровое хранилище.
Kawahara et al., doi: 10.1038/s41559-023-02041-9
Результаты рассказывают динамичную историю, изобилующую быстрой диверсификацией, прерывистым ростом и невероятным рассеиванием. Некоторые группы путешествовали на невероятно большие расстояния, в то время как другие оставались на одном месте, а континенты, горы и реки перемещались вокруг них.
Дневные бабочки появились в Центральной и западной части Северной Америки. В то время Северная Америка была разделена пополам обширным морским путем, который разделил континент на две части, а современная Мексика была соединена длинной дугой с Соединенными Штатами, Канадой и Сибирью. Северная и Южная Америка еще не соединились через Панамский перешеек, но бабочкам было нетрудно пересечь пролив между ними. Несмотря на относительно непосредственную близость Южной Америки к Африке, бабочки прошли долгий путь, перебравшись в Азию через Берингов мост. Это произошло около 75 миллионов лет назад. Оттуда они быстро распространились на Юго-Восточную Азию, Ближний Восток и Африканский Рог. Они добрались даже до Индии, которая тогда была изолированным островом. Еще более удивительным было их прибытие в Австралию, которая оставалась соединенной с Антарктидой. Бабочки задерживались на краю Западной Азии до 45 миллионов лет, прежде чем наконец мигрировать в Европу.
«Причина этой продолжительной паузы неясна, но ее последствия очевидны и сегодня, — говорит Акито Кавахара. — В Европе не так много видов бабочек по сравнению с другими частями мира, а те, что есть, часто можно найти в других местах. Многие европейские виды также встречаются, например, в Сибири и Азии».
Как только бабочки прижились, они быстро диверсифицировались вместе со своими растениями-хозяевами. Ко времени исчезновения динозавров, 66 миллионов лет назад, возникли почти все современные семейства бабочек, и каждое из них имело особую близость к определенной группе растений. «Мы рассмотрели эти связи на временной шкале эволюции, и почти в каждом семействе бабочек бобовые растения оказались предками-хозяевами, — говорит Акито Кавахара. — Это было верно и для предка всех бабочек».
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.
