Bilim adamları, bugüne kadar yaratılmış en büyük kelebek yaşam ağacını kullanarak ilk kelebeklerin nereden geldiğini ve beslenmek için hangi bitkilere güvendiklerini belirlediler. Kredi: Florida Müzesi fotoğrafı, Kristen Grace ve soyoluş, Hillis, Zwickl ve Gutell
Yaklaşık 100 milyon yıl önce, öncü bir güve grubu gece yerine gündüz dışarı çıkmaya başladı ve arıların yanı sıra gelişen nektar bakımından zengin çiçeklerin sunduğu fırsat. Bu tek olay, tüm kelebek türlerinin evrimini ateşledi.
2019’dan beri bilim adamları, kapsamlı DNA analizleri aracılığıyla bu evrimsel değişimin kesin zamanlamasını biliyor ve kelebeklerin yükselişinin bir sonuç olduğunu öne süren önceki bir teoriyi çürütüyor. dinozorların neslinin tükenmesinin ardından yarasaların baskısı.
Şimdi, bilim adamları ilk kelebeklerin nereden geldiğini ve beslenmek için hangi bitkilere güvendiklerini keşfettiler.
Bu sonuçlara varmadan önce, onlarca ülkeden araştırmacı ülkeler, tüm kelebek ailelerini ve cinslerin %92’sini temsil eden 2.000’den fazla türden DNA ile bir araya getirilmiş dünyanın en büyük kelebek yaşam ağacını yaratmak zorunda kaldı. Bu çerçeveyi bir kılavuz olarak kullanarak, kelebeklerin zaman içindeki hareketlerini ve beslenme alışkanlıklarını Kuzey ve Orta Amerika’ya götüren dört boyutlu bir bulmacada izlediler. Yakın zamanda Nature Ecology and Evolution dergisinde yayınlanan sonuçlarına göre burası ilk kelebeklerin uçtuğu yer.
Florida Doğa Tarihi Müzesi’nde lepidoptera küratörü olan baş yazar Akito Kawahara için proje, uzun zaman oldu.
“Bu benim çocukluk hayalimdi,” dedi. “Bu, çocukken Amerikan Doğa Tarihi Müzesi’ni ziyaret ettiğimden ve bir küratörün kapısına bantlanmış bir kelebek soyoluşunun resmini gördüğümden beri yapmak istediğim bir şeydi. Ayrıca bu, parçası olduğum en zor çalışma ve tamamlamak için dünyanın her yerinden insanların büyük çaba harcamasını gerektirdi.”
19.000 kadar kelebek türü var ve 100 milyonu bir araya getiriyoruz. -Grubun yıllık geçmişi, modern dağılımları ve konukçu bitkiler hakkında bilgi gerektiriyordu. Bu çalışmadan önce, araştırmacıların bu tür verilere erişmek için gidebilecekleri tek bir yer yoktu.
“Çoğu durumda, ihtiyacımız olan bilgiler dijital ortama aktarılmamış ve bilgisayar ortamında yazılmış alan kılavuzlarında bulunuyordu. çeşitli dillerde,” dedi Kawahara.
Azimli yazarlar, kitapların, müze koleksiyonlarının ve yalıtılmış web sayfalarının içeriklerini özenle çevirerek ve tek bir dijital depoya aktararak, kararlı bir şekilde halka açık kendi veritabanlarını oluşturmaya karar verdiler.{4 }
Tüm bu verilerin altında 11 nadir kelebek fosili vardı ve bunlar olmadan analiz mümkün olmazdı. Kağıt inceliğinde kanatları ve ince ince tüyleri olan kelebekler, fosil kayıtlarında nadiren korunur. Birkaç tanesi genetik ağaçlarda kalibrasyon noktaları olarak kullanılabilir ve araştırmacıların önemli evrim olaylarının zamanlamasını kaydetmesine olanak tanır.
Sonuçlar, hızlı çeşitlendirmeler, sendeleyen ilerlemeler ve olasılık dışı dağılmalarla dolu dinamik bir hikaye anlatır. . Bazı gruplar inanılmayacak kadar uzun mesafeler kat ederken diğerleri tek bir yerde kalmış, kıtalar, dağlar ve nehirler etraflarında hareket ederken sabit kalmış gibi görünüyor.
Kelebekler ilk olarak Orta ve Batı Kuzey Amerika’da bir yerlerde ortaya çıktı. O zamanlar Kuzey Amerika, kıtayı ikiye bölen geniş bir deniz yolu ile ikiye bölünmüşken, bugünkü Meksika ABD, Kanada ve Rusya ile uzun bir yay çizerek birleşmişti. Kuzey ve Güney Amerika, Panama Kıstağı aracılığıyla henüz birleşmemişti, ancak kelebekler aralarındaki boğazı geçmekte pek zorluk çekmedi.
Güney Amerika’nın Afrika’ya görece yakın olmasına rağmen, kelebekler çevrede uzun bir yol kat etti. Bering Kara Köprüsü üzerinden Asya’ya taşınıyor. Oradan hızla yer kaplayarak Güneydoğu Asya, Orta Doğu ve Afrika Boynuzu’na yayıldılar. Hatta o zamanlar ıssız bir ada olan ve dört bir yanında kilometrelerce açık denizle ayrılmış olan Hindistan’a bile ulaştılar.
Daha da şaşırtıcı olanı, Avustralya’nın son birleşik kalıntısı olan Antarktika’ya bitişik kalan Avustralya’ya varışlarıydı. süper kıta Pangaea. Kelebeklerin bir zamanlar küresel sıcaklıklar daha sıcakken Antarktika’da yaşamış olması ve iki kara kütlesi ayrılmadan önce kıtanın kuzey ucundan Avustralya’ya geçmesi olasıdır.
Daha kuzeyde, kelebekler potansiyel olarak Batı Asya’nın kenarında oyalandı. Nihayet Avrupa’ya göç etmeden 45 milyon yıl önce.Örneğin, Avrupa’daki birçok kelebeğe Sibirya ve Asya’da da rastlanıyor.”
Kelebekler yerleştikten sonra bitki konakçılarının yanı sıra hızla çeşitlendiler. 66 milyon yıl önce dinozorların nesli tükendiğinde, neredeyse tüm modern kelebek aileleri sahneye çıkmıştı ve görünüşe göre her birinin belirli bir bitki grubuna özel bir yakınlığı vardı.
” Kawahara, bu ilişkinin evrimsel bir zaman ölçeği üzerinden gerçekleştiğini ve hemen hemen her kelebek ailesinde, fasulye bitkilerinin ataların konakçıları olduğunu ortaya çıkardı” dedi. “Bu, tüm kelebeklerin atasında da geçerliydi.”
O zamandan beri fasulye bitkileri tozlayıcı listelerini çeşitli arıları, sinekleri, sinek kuşlarını ve memelileri içerecek şekilde genişletirken, kelebekler de benzer şekilde damak zevklerini genişletti. Çalışmanın ortak yazarı, Florida Müzesi küratörü ve seçkin bir profesör olan Pamela Soltis’e göre, kelebeklerin oluşturduğu botanik ortaklıklar, onları güvelerin küçük sürgünlerinden bugün dünyanın en büyük böcek gruplarından biri haline dönüştürmeye yardımcı oldu.
“Kelebeklerin ve çiçekli bitkilerin evrimi, ilkinin başlangıcından beri amansız bir şekilde iç içe geçmiştir ve aralarındaki yakın ilişki, her iki soyda da dikkate değer çeşitlilik olaylarıyla sonuçlanmıştır” dedi.
Referans: “Küresel bir kelebeklerin soyoluşları onların evrimsel tarihlerini, atalarının konakçılarını ve biyocoğrafik kökenlerini ortaya koyuyor” yazan Akito Y. Kawahara, Caroline Storer, Ana Paula S. Carvalho, David M. Plotkin, Fabien L. Condamine, Mariana P. Braga, Emily A. Ellis, Ryan A. St Laurent, Xuankun Li, Vijay Barve, Liming Cai, Chandra Earl, Paul B. Frandsen, Hannah L. Owens, Wendy A. Valencia-Montoya, Kwaku Aduse-Poku, Emmanuel F. A. Toussaint, Kelly M. Dexter, Tenzing Doleck , Amanda Markee, Rebeccah Messcher, Y-Lan Nguyen, Jade Aster T. Badon, Hugo A. Benítez, Michael F. Braby, Perry A. C. Buenavente, Wei-Ping Chan, Steve C. Collins, Richard A. Rabideau Childers, Hatta Dankowicz , Rod Eastwood, Zdenek F. Fric, Riley J. Gott, Jason P. W. Hall, Winnie Hallwachs, Nate B. Hardy, Rachel L. Hawkins Sipe, Alan Heath, Jomar D. Hinolan, Nicholas T. Homziak, Yu-Feng Hsu, Yutaka Inayoshi, Micael G. A. Itliong, Daniel H. Janzen, Ian J. Kitching, Krushnamegh Kunte, Gerardo Lamas, Michael J. Landis, Elise A. Larsen, Torben B. Larsen, Jing V. Leong, Vladimir Lukhtanov, Crystal A. Maier , Jose I. Martinez, Dino J. Martins, Kiyoshi Maruyama, Sarah C. Maunsell, Nicolás Oliveira Mega, Alexander Monastyrskii, Ana B. B. Morais, Chris J. Müller, Mark Arcebal K. Naive, Gregory Nielsen, Pablo Sebastián Padrón, Djunijanti Peggie , Helena Piccoli Romanowski, Szabolcs Sáfián, Motoki Saito, Stefan Schröder, Vaughn Shirey, Doug Soltis, Pamela Soltis, Andrei Sourakov, Gerard Talavera, Roger Vila, Petr Vlasanek, Houshuai Wang, Andrew D. Warren, Keith R. Willmott, Masaya Yago , Walter Jetz, Marta A. Jarzyna, Jesse W. Breinholt, Marianne Espeland, Leslie Ries, Robert P. Guralnick, Naomi E. Pierce ve David J. Lohman, 15 Mayıs 2023, Nature Ecology & Evolution.
DOI: 10.1038/s41559-023-02041-9
Çalışma, Ulusal Bilim Vakfı, National Geographic Topluluğu, Norveç Araştırma Konseyi, Zoolojik Sistematik için Hintelmann Bilimsel Ödülü, the Avrupa Araştırma Konseyi, İspanya Bilim ve Yenilik Bakanlığı, Rusya Bilim Vakfı, Japonya Bilimi Teşvik Derneği, Brezilya Ulusal Bilimsel ve Teknolojik Gelişim Konseyi ve Karşılaştırmalı Zooloji Müzesi.
.