蝴蝶,最初来自哪里?

作者: 糖兽

来源: https://www.floridamuseum.ufl.edu/science/butterfly-tree-of-life-reveals-an-origin-in-north-america/

发布日期: 2023-05-17 20:32:04

一项关于蝴蝶起源的研究表明,蝴蝶最早出现在1.014亿年前的北美中部和西部,并通过复杂的飞行路线扩散到全球。研究团队通过DNA分析,构建了世界上最大的蝴蝶物种系统树,揭示了蝴蝶与开花植物的紧密进化关系。

在动物王国中,蝴蝶有着非常丰富的种类。蝴蝶起源于何时?它们最初又是来自哪里?长时间以来,这些看似简单的基本问题,一直困扰着研究蝴蝶进化的科学家们。2019年,一项大规模的DNA分析表明,夜行的飞蛾与开花植物这两个群体是同步进化的,借助花的力量,飞蛾飞得很高,成长得更加茁壮;大约在一亿年前,一群“引领潮流”的飞蛾开始在白天飞行,它们被花蜜丰富、色彩鲜艳的花朵吸引,最终导致了蝴蝶的进化。

现在,在一项新发表于《自然生态与进化》的研究中,一个国际研究团队追溯了最早一批蝴蝶曾飞行过的地方,进一步精确地确定了蝴蝶的起源时间。他们的研究结果表明,在1.014亿年前,蝴蝶最早出现在北美中部和西部。

这项研究讲述了一个动态的故事:一些蝴蝶跨越了难以置信的遥远距离,还有一些蝴蝶似乎随着周围的大陆、山脉和河流的移动,而留在了某些地方。

世界上大约有19000种蝴蝶,要为如此庞大的群体拼凑出一亿年的历史,就必须要了解它们的现代地理分布、幼虫的寄主植物,以及DNA序列等信息。为了解决这个问题,在新的研究中,来自几十个国家的研究人员决定建立自己的、开放的数据库。他们对书籍、博物馆藏品、各个独立网页中的大量内容进行了翻译和转化,将它们集结到一个单一的数字仓储中。最终,他们用2244种蝴蝶的DNA,构建出了世界上最大的蝴蝶物种的系统树。

研究结果表明,大约在一亿年前,蝴蝶最早出现在了北美中部和西部的某个地方。那时,北美大陆被一条广阔的海道分成了两块,而今天的墨西哥与美国、加拿大和俄罗斯组成了一个长长的弧形。此外,那时的北美和南美还没有通过巴拿马地峡连接在一起,但是蝴蝶似乎很轻易地就穿过了海峡,进入了南半球。在到达南美洲后,早期的蝴蝶种类就以一种惊人的程度变得多样。

尽管南美洲离非洲相对较近,但蝴蝶还是绕了一段远路,通过白令陆桥进入亚洲。它们迅速覆盖了地面,辐射到东南亚、中东和东非的部分地区。他们甚至到达了印度,当时印度还是一个孤岛,四面被数千里广海隔开。

最令人惊讶的是,它们还抵达了澳洲,那时的澳洲仍与南极洲紧密相连。随着全球气温的上升,蝴蝶可能曾在南极洲生活过。然后,在两块大陆分离之前,它们通过南极洲的北部边缘进入澳洲。

蝴蝶起源于北美洲和中美洲,然后通过复杂的交叉飞行路线,扩散到全球其他地区,最终导致了它们现在的分布。再往北,蝴蝶在西亚边缘可能徘徊了长达4500万年的时间,最后才迁徙到欧洲。研究人员目前还无法解释为何会出现这种长时间的停顿,但这种停顿所产生的影响在今天看来是很明显的。

研究人员发现,一旦蝴蝶定居在某处,它们就会和它们的幼虫寄主植物一起,迅速变得多样。

到6600万年前恐龙灭绝时,几乎所有现代蝴蝶科都出现了,而且每一科似乎都对一组特定的植物具有特殊的亲和性。研究人员在进化的时间尺度上研究了这种关系,发现在几乎对每个蝴蝶科来说,豆类植物都是它们原始的宿主。此后,更多动物加入了豆类植物的传粉者行列,比如各种蜜蜂、苍蝇、蜂鸟和哺乳动物,而蝴蝶也同样增强了它们的味觉。

研究人员表示,蝴蝶与开花植物的合作关系,帮助它们从飞蛾的一个次要分支,转变为如今世界上最大的昆虫群体之一。它们从蝴蝶的起源开始就不可避免地交织在一起,这种密切的关系导致了这两个谱系中显著的多样化事件。

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