「蝶の生命の樹」はこれらの美しい昆虫の起源を明らかにする

1 億年前まで、蝶は夜行性の生き物でした。地球上には夜行性の蛾しか生息していませんでしたが、ある日突然、昼間に飛ぶ蛾が現れました。チョウ目のこの進取の気性に富んだ仲間は、蜂と共進化した蜜が豊富な花を利用して、昼間に飛ぶようになりました。そこから、約 19,000 種の蝶が誕生しました。

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2019年、大規模なDNA分析により、蝶がいつ進化したのかという疑問が解明された。現在、色鮮やかな羽を持つ昆虫が世界のどこで進化したのかという謎が、チョウ類学者や博物館の学芸員を悩ませている。5月15日にネイチャー・エコロジー・アンド・エボリューション誌に発表された研究によると、蝶は北米と中米で進化した可能性が高く、世界中に定着するにつれて宿主植物と強い植物的絆を築いたという。

この結論に達するには、3Dチェスがキャンディランドのゲームのように見えるほどの4次元パズルが必要でした。複数の国の科学者が、1億年にわたる蝶の分布と好む植物の自然史、および蝶の属の90パーセントとすべての科を代表する2,000種以上のDNAを使用して、巨大な「蝶の系統樹」を組み立てなければなりませんでした。

データの中には、物語の重要な部分であることが判明した 11 個の珍しい蝶の化石が含まれていました。蝶は羽が薄く、毛が非常に糸状であるため、化石記録では一般的ではありません。この研究の 11 個は、遺伝子ツリーの較正および比較ポイントとして使用され、チームは重要な進化イベントのタイミングを記録することができました。

蝶は北アメリカ中部と西部のどこかで初めて出現したことがわかった。1億年前、北アメリカは西部内陸海路と呼ばれる広大な海路によって二分されていた。現在のメキシコは、米国、カナダ、ロシアと弧を描いてつながっていた。北アメリカと南アメリカはまた、蝶が容易に渡れる海峡によって隔てられていた。

研究では、蝶はまずベーリング陸橋に沿ってアジアに移動し、アフリカまで長い道のりをたどったと考えられている。その後、東南アジア、中東、そして最終的にはアフリカの角へと広がった。当時は数マイルの外洋で隔てられた孤島であったインドにまで到達することができた。

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オーストラリアは、超大陸パンゲアの最後の残骸の一つである南極大陸とまだつながっていた。蝶はおそらく地球の気温が暖かかった頃に南極大陸に生息し、大陸が分裂する前にオーストラリアに向かって北上したと考えられる。

蝶はヨーロッパに旅立つ前に、おそらく4500万年ほどアジア西端に留まっていたと思われる。著者らによると、この休止の影響は今日でも明らかである。

「ヨーロッパには世界の他の地域に比べて蝶の種類が多くなく、存在する蝶も他の場所で見つかることが多い。例えば、ヨーロッパの蝶の多くはシベリアやアジアでも見つかる」と、研究の共著者でフロリダ自然史博物館のチョウ目学芸員であるアキト・カワハラ氏は声明で述べた。

蝶は世界中に定着すると、宿主となる植物とともに急速に多様化しました。6,600 万年前に恐竜が絶滅したころには、ほぼすべての現代の蝶の科が地球上に存在していました。それぞれの蝶の科は、特定の植物群と特別な親和性を持っていたようです。

「私たちは進化のタイムスケールでこの関連性を調べたところ、ほぼすべての蝶の科において、マメ科植物が祖先の宿主であることが判明しました」と川原氏は言う。「これはすべての蝶の祖先でも同様でした。」

時間の経過とともに、豆類の植物は、ミツバチ、ハエ、ハチドリ、哺乳類など、複数の種類の花粉媒介者を増やし、蝶も同様にその嗜好を広げてきました。研究によると、これらの植物のパートナーシップにより、蝶は蛾の小さな派生種から世界最大の昆虫群の1つに成長しました。

「蝶と顕花植物の進化は、その起源以来、不可分に絡み合っており、両者の密接な関係が、両方の系統において顕著な多様化をもたらしてきた」と、研究の共著者でフロリダ博物館の学芸員であるパメラ・ソルティス氏は声明で述べた。