منشاء پیدایش اولین پروانه‌ها کشف شد

به تازگی دانشمندان با استفاده از جامع ترین شجره پروانه ها، کشف کردند که منشاء پیدایش اولین پروانه ها از کجاست و غذای آنها از کدام گونه گیاهی بوده است.

به گزارش ایسنا به نقل از سی تیک دیلی، تقریباً ۱۰۰ میلیون سال پیش، یک گروه اولیه از شب پره ها به جای شب، در طول روز در محیط پراکنده شدند و از شهد گل های فراوانی که در نزدیکی زنبورهای تکامل یافته بود، تغذیه کردند و این اتفاق خاص باعث تکامل تمام گونه پروانه ها در جهان شد.

از سال ۲۰۱۹، دانشمندان از طریق تجزیه و تحلیل گسترده دی ان ای (DNA)، زمان دقیق این تغییر تکاملی را می دانند و نظریه قبلی را که نشان می داد پیدایش پروانه ها نتیجه فشار خفاش ها پس از انقراض دایناسورها بوده است را رد کردند.

اکنون دانشمندان کشف کرده اند که نخستین پروانه ها از کجا بوجود آمده اند و آنها برای غذا به کدام گیاهان متکی بوده اند.

پیش از رسیدن به نتیجه گیری های کنونی، پژوهشگران از ده ها کشور مجبور شدند بزرگترین شجره پروانه ای جهان را ایجاد کنند. این شجره متشکل از DNA بیش از ۲۰۰۰ گونه تمام پروانه ها است. آنها با استفاده از این روش بعنوان راهنما، حرکات و عادات تغذیه پروانه ها را در طول زمان در یک پازل چهار بعدی که به آمریکای شمالی و مرکزی منتهی شد، بررسی کردند.

Akito Kawahara، نویسنده اصلی این پژوهش و نیز متصدی گونه های lepidoptera در موزه تاریخ طبیعی فلوریدا، که انجام این پروژه برای او مدتها به طول انجامیده، می گوید: «این رویای کودکی من بود. این کار را از زمانی که کودک بودم و از موزه تاریخ طبیعی آمریکا دیدن کردم می خواستم انجام دهم. انگیزه انجام این کار از همان زمان کودکی که تصویری از پروانه ای را دیدم که به درب اتاق موزه دار چسبانده شده بود، در من شکل گرفت. همچنین تا به حال ، این دشوارترین مطالعه ای است که عضوی از آن بوده ام و برای تکمیل آن تلاش گسترده ای از سوی مردم سراسر جهان لازم بود.»

این پروژه پروژه ای دشوار بود، چرا‌که حدود ۱۹ هزار گونه پروانه وجود دارد و گردآوری تاریخ ۱۰۰ میلیون ساله این گروه به اطلاعاتی در مورد پراکنش مدرن و گیاهان میزبان نیاز دارد و پیش از این مطالعه، هیچ مکان واحدی وجود نداشت که پژوهشگران بتوانند به داده هایی جامع در این رابطه دسترسی داشته باشند.

Kawahara در این خصوص ادامه داد: «در بسياري از موارد، اطلاعات مورد نیاز ما در راهنماهای میدانی وجود داشت ولی به صورت دیجیتال نبودند و به زبان های مختلف نوشته شده بودند.»

به همین خاطر، پژوهشگران تصمیم گرفتند که خود پایگاه داده عمومی را ایجاد کنند و مطالب کتاب ها، موزه‌ها و صفحات وب را با زحمت ترجمه و به یک مخزن دیجیتال منتقل کنند.

زیربنای تمام این داده ها یازده فسیل پروانه نادر بود که بدون آنها تجزیه و تحلیل ممکن نبود. پروانه ها با بال های نازک کاغذی و پرزهای نخ مانند، به ندرت در فسیل ها حفظ شده اند. ولی همین تعداد محدودی که وجود دارند می توانند به عنوان نقاط کالیبراسیون روی درختان ژنتیکی مورد استفاده قرار گیرند و به محققان این امکان را بدهند تا زمان و نکاتی مربوط به تکامل آنها را ثبت کنند.

نتایج این داستان، شامل تنوع های سریع، پیشرفت های متزلزل و پراکندگی های غیرمحتمل بود؛ بعضی از گروه ها مسافت های غیرممکن زیادی را طی کردند، در حالیکه بنظر میرسد برخی دیگر در یک مکان مانده اند.

پیدایش پروانه ها برای نخستین بار در جایی در نزدیکی مرکز و غرب آمریکای شمالی برمی گردد. در آن زمان، آمریکای شمالی توسط یک راه دریایی گسترده تقسیم شد و این قاره را به دو قسمت تقسیم کرد. آمریکای شمالی و جنوبی هنوز از طریق تنگه پاناما به هم متصل نشده بودند و گذر پروانه ها از این مکان کمی مشکل بود.

پروانه ها مسیری طولانی را طی کردند و از مسیر پل Bering Land به سمت آسیا حرکت کردند. از آنجا به سرعت زمین را پوشاندند و به آسیای جنوب شرقی، خاورمیانه و آفریقا روانه شدند. آنها حتی خود را به هند که در آن زمان جزیره ای جداگانه بود و مایل ها از دریای آزاد فاصله داشت، رساندند.

حتی شگفت انگیزتر از آن، ورود آن ها به استرالیا است که به قطب جنوب، آخرین بقایای ترکیبی ابرقاره Pangae متصل شده بود. از این رو، این احتمال وجود دارد که پروانه ها زمانی در قطب جنوب زندگی می کردند.

در مکانی دورتر از شمال، این احتمال می رود که پروانه ها تا ۴۵ میلیون سال در لبه غرب آسیا مانده باشند و سرانجام پس از آن به اروپا مهاجرت کرده باشند. Kawahara توضیح می دهد که دلیل این توقف طولانی مدت نامشخص است، اما اثرات آن هنوز آشکار است. او معتقد است: «اروپا در مقایسه با سایر نقاط جهان گونه های پروانه های زیادی ندارد و آن هایی که وجود دارند، اغلب در جاهای دیگر یافت می شوند. برای مثال ، بسیاری از پروانه ها در اروپا، در سیبری و آسیا نیز یافت می شوند.»

هنگامی که پروانه ها در مکانی ثابت می شدند، به سرعت در کنار گیاهان تنوع پیدا می کردند. زمانی که دایناسورها در ۶۶ میلیون سال پیش از بین رفتند، تقریباً تمام خانواده های پروانه های مدرن وجود داشتند و به نظر می رسد که هر کدام تمایل خاصی به گروه خاصی از گیاهان داشتند. در واقع ، Kawahara معتقد است: «تکامل پروانه ها و گیاهان گلدار از زمان پیدایش پروانه ها بطور خاص به هم مرتبط است و در طول زمان رابطه نزدیک میان آنها منجر به تنوع قابل توجهی در هر دو اصل شده است.»

نتایج این پژوهش به تازگی در مجله Nature Ecology and Evolution منتشر شده است.