Бабочки получили лучшее эволюционное дерево

В течение сотен лет сбор бабочек (papilionoidea) часто вдохновлял энтузиастов, стимулируя проводить длительные экспедиции, провоцируя соперничество и побуждая некоторых коллекционеров рисковать своими состояниями и порой даже жизнями в поисках редкого неуловимого экземпляра.

Результатом является сокровищница научной информации, хранящаяся в виде миллионов образцов бабочек, которая дает представление об экологии сообщества, о том, как возникают и развиваются виды, и как происходит взаимодействие между растениями и насекомыми.

Но исчерпывающая карта того, как бабочки связаны друг с другом, отсутствует — до сих пор.

Учёный-энтомологи (лепидоптеристы) Акито Кавахара и Марианна Эспеланд провели большую работу по созданию лучшего эволюционного дерева бабочки с 35-кратным увеличением генетических данных и с трехкратным увеличением таксонов — единиц классификации организмов. Затем они откалибрировали дерево на основе записи окаменелостей, назначая даты определенным этапам развития.

«Нам еще предстоит пройти долгий путь, но это первая всеобъемлющая карта эволюции бабочек», — сказал Кавахара, адъюнкт-профессор и куратор во Флоридском музее истории и биоразнообразию в Университете Флориды. «Многие предыдущие исследования охватывают эволюцию бабочки на меньших масштабах — по местности или таксону».

Исследование было опубликовано в «Current Biology».

Группа проанализировала набор данных из 352 генетических маркеров из 207 видов бабочек, представляющих 98 процентов племен, которые имеют ранг выше родов, но ниже семейства и подсемейства. Их результаты выявели подробную картину взаимоотношений между бабочками и указывают на некоторые изменения.

Данные подтверждают, что группа Swallowtails являются сестринской группой для всех других бабочек, то есть они были первой семьей на семейном древе бабочек, от которой отделились другие. Но в то время как предыдущие исследования объединяли группы ласточкин хвосты, птицекрылок (орнитоптеры) и меченосцов вместе, это исследование показывает, что у них нет общего предка, что подтверждается тем фактом, что эти бабочки питаются на разных растениях-хозяевах.

«Это говорит нам о том, что бабочки и растения могут развиваться вместе», — сказал Кавахара.

Вывод, который удивил Эспеланда, ведущего автора исследования, заключается в том, что голубые бабочки (голубянки) входят в группу малинниц (hairstreaks).

«Обе эти группы оставались довольно стабильными во времени, но наше исследование показывает, что необходима существенная перегруппировка классификации», — сказал Эспеланд, который начал проект в качестве докторанта в музее Флориды и в настоящее время является куратором и руководителем Лепидоптера в Музее зоологических исследований Александра Кенига в Германии.

Большинство голубянок, малинницы и некоторы риодиниды имеют взаимовыгодные отношения с муравьями: личинки бабочек обеспечивают сладкий нектар в обмен на защиту муравьев от хищников. Исследователи обнаружили, что эта связь мутаций независимо развивается один раз в Lycaenidae и дважды у Riodinidae.

Предыдущие исследования показывают, что первые бабочки появились около 119 миллионов лет назад, в позднем меловом периоде, что подтверждает это исследование. Но большинство существующих сегодня линий бабочек возникло после массового исчезновения видов, которое уничтожило динозавров около 65 миллионов лет назад.

«На самом деле довольно приятно, что возрасты, полученные в этом исследовании, относительно похожи на те, которые были найдены в предыдущих исследованиях, поскольку это означает, что мы постепенно приближаемся к консенсусу, который должен быть близок к правильному возрасту», — сказал Эспеланд.

Больше информации: Comprehensive and Dated Phylogenomic Analysis of Butterflies. Current Biology, 2018; DOI: 10.1016/j.cub.2018.01.061