رازگشایی از معمای ۱۰۰ میلیون ساله!

تقریبا ۱۰۰ میلیون سال پیش، یک گروه اولیه از شب پره‌ها به جای شب، در طول روز در محیط پراکنده شدند و از شهد گل‌های فراوانی که در نزدیکی زنبورهای تکامل یافته بود، تغذیه کردند و این اتفاق خاص باعث تکامل تمام گونه پروانه‌ها در جهان شد.

از سال ۲۰۱۹، دانشمندان از طریق تجزیه و تحلیل گسترده DNA، زمان دقیق این تغییر تکاملی را می‌دانند و نظریه قبلی را که نشان می‌داد پیدایش پروانه‌ها نتیجه فشار خفاش‌ها پس از انقراض دایناسورها بوده است را رد کردند.

اکنون دانشمندان کشف کرده‌اند که اولین پروانه‌ها از کجا به وجود آمده‌اند و آن‌ها برای غذا به کدام گیاهان متکی بوده‌اند.

پیش از رسیدن به نتیجه‌گیری‌های کنونی، پژوهشگران از ده‌ها کشور مجبور شدند بزرگ‌ترین شجره پروانه‌ای جهان را ایجاد کنند. این شجره متشکل از DNA بیش از ۲۰۰۰ گونه تمام پروانه‌ها است. آن‌ها با استفاده از این روش به عنوان راهنما، حرکات و عادات تغذیه پروانه‌ها 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 گونه‌های lepidoptera در موزه تاریخ طبیعی فلوریدا، که انجام این پروژه برای او مدت‌ها به طول انجامیده، می‌گوید: «این رویای کودکی من بود. این کار را از زمانی که کودک بودم و از موزه تاریخ طبیعی آمریکا دیدن کردم می‌خواستم انجام دهم. انگیزه انجام این کار از همان زمان کودکی که تصویری از پروانه‌ای را دیدم که به درب اتاق موزه‌دار چسبانده شده بود، در من شکل گرفت.

"این کار را از زمانی که کودک بودم و از موزه تاریخ طبیعی آمریکا دیدن کردم می‌خواستم انجام دهم"همچنین تا به حال، این دشوارترین مطالعه‌ای است که عضوی از آن بوده‌ام و برای تکمیل آن تلاش گسترده‌ای از سوی مردم سراسر جهان لازم بود.»

این پروژه پروژه‌ای دشوار بود، چرا که 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 داده‌هایی جامع در این رابطه دسترسی داشته باشند.

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

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

زیربنای تمام این داده‌ها یازده فسیل پروانه نادر بود که بدون آن‌ها تجزیه و تحلیل ممکن نبود. پروانه‌ها با بال‌های نازک کاغذی و پرزهای نخ مانند، به ندرت در فسیل‌ها حفظ شده‌اند. اما همین تعداد محدودی که وجود دارند می‌توانند 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 تنوع‌های سریع، پیشرفت‌های متزلزل و پراکندگی‌های غیرمحتمل بود؛ برخی از گروه‌ها مسافت‌های غیرممکن زیادی را طی کردند، در حالی که به نظر می‌رسد برخی دیگر در یک مکان مانده‌اند.

پیدایش پروانه‌ها برای اولین بار در جایی در نزدیکی مرکز و غرب آمریکای شمالی برمی‌گردد. 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 پروانه‌ها از این مکان کمی مشکل بود.

پروانه‌ها 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 جزیره‌ای جداگانه بود و مایل‌ها از دریای آزاد فاصله داشت، رساندند.

حتی شگفت‌انگیزتر از آن، ورود آن‌ها به استرالیا است که به قطب جنوب، آخرین بقایای ترکیبی ابرقاره Pangae متصل شده بود. از این‌رو، این احتمال وجود دارد که پروانه‌ها زمانی در قطب جنوب زندگی می‌کردند.

در مکانی دورتر از شمال، این احتمال می‌رود که پروانه‌ها تا ۴۵ میلیون سال در لبه غرب آسیا مانده‌ باشند و سرانجام پس از آن به اروپا مهاجرت کرده باشند. Kawahara توضیح می‌دهد که دلیل این توقف طولانی مدت نامشخص است، اما اثرات آن هنوز آشکار است. او معتقد است: «اروپا در مقایسه با سایر نقاط جهان گونه‌های پروانه‌های زیادی ندارد و آن‌هایی که وجود دارند، اغلب در جاهای دیگر یافت می‌شوند.

"انگیزه انجام این کار از همان زمان کودکی که تصویری از پروانه‌ای را دیدم که به درب اتاق موزه‌دار چسبانده شده بود، در من شکل گرفت"برای مثال، بسیاری از پروانه‌ها در اروپا، در سیبری و آسیا نیز یافت می‌شوند.»

هنگامی که پروانه‌ها در مکانی ثابت می‌شدند، به سرعت در کنار گیاهان تنوع پیدا می‌کردند. زمانی که دایناسورها در ۶۶ میلیون سال پیش از بین رفتند، تقریبا تمام خانواده‌های پروانه‌های مدرن وجود داشتند و به نظر می‌رسد که هر کدام تمایل خاصی به گروه خاصی از گیاهان داشتند. در واقع، Kawahara معتقد است: «تکامل پروانه‌ها و گیاهان گلدار از زمان پیدایش پروانه‌ها به‌طور خاص به هم مرتبط است و در طول زمان رابطه نزدیک میان آن‌ها منجر به تنوع قابل توجهی در هر دو اصل شده است.»

۵۸۵۸