Motyle w świetle dnia

15 sierpnia 2024
Blog szalonych naukowców

Wszędzie nad morzem są teraz motylarnie – powiedziała mi ostatnio znajoma, pokazując zdjęcia z wakacji z wielkim motylem tkwiącym na jej nosie. Też ostatnio byłem w motylarni. Podczas urlopu widziałem mnóstwo dzikich motyli. Skąd się właściwie wzięły na świecie?

Motyle (Lepidoptera, dosłownie łuskoskrzydłe) są jednym z najbogatszych w gatunki rzędów owadów. Na całym świecie opisano ich jakieś 160 tys., z czego znakomitą większość stanowią motyle nocne, czyli ćmy. Nie ulega wątpliwości, że pierwsi przedstawiciele rzędu musieli być zwierzętami nocnymi, które z jakichś względów przystosowały się do dziennego trybu życia. Co takiego skłoniło je do porzucenia mroku?

Przez długi czas tłumaczono to dwiema hipotezami. Mogły znaleźć nowe źródło pokarmu w postaci kwiatów bądź też starać się uniknąć nocnych drapieżników. Główne zagrożenie dla ciem stanowią latające głównie w nocy i wykrywające je za pomocą echolokacji nietoperze. Te pojawiły się jednak dosyć późno, w epoce eoceńskiej, więc już sporo czasu po wyginięciu nieptasich dinozaurów pod koniec kredy, kiedy powstało wiele linii ssaków zajmujących nisze ekologiczne okupowane wcześniej przez wielkie jaszczury.

Badania Akito Kawahary i współpracowników wskazują jednak na coś przeciwnego. Przeanalizowali oni ponad 2 tys. genów 186 współczesnych gatunków motyli. Analiza zegara molekularnego pozwoliła na pewne oszacowania czasu powstania danych linii.

Otóż pierwsze ćmy wyodrębniły się już 299,5 mln lat temu w słynącym z podmokłych puszcz karbonie, przedostatnim okresie ery paleozoicznej. Towarzyszyły rozwojowi roślin nasiennych. Motyle dzienne powstały znacznie później, 98 mln lat temu, czyli w kredzie, ostatnim okresie ery mezozoicznej, gdy po ziemi chodziły wielkie dinozaury. Niebo przemierzały wtedy małe i olbrzymie pterozaury. Wczesne ptaki, kolejna z licznych grup dinozaurów drapieżnych, pączkowały w coraz to nowe linie. Obie grupy były jednak aktywne raczej za dnia, a o nietoperzach i działającej po ciemku echolokacji przez najbliższe kilkadziesiąt milionów lat nikt nie słyszał.

Skoro ćmy nie miały przed czym uciekać, to może jednak zaakceptowały światło dnia w poszukiwaniu pożywienia? O ile niektóre dorosłe motyle nie przyjmują pokarmu, o tyle inne mają specyficzny narząd gębowy w postaci długiej rurki. Trąbkę taką mają motyle z grupy Glossata obejmującej 99 proc. obecnych gatunków. Nadaje się ona świetnie i wyłącznie do wysysania płynów, takich jak nektar kwiatowy. Podobne funkcje pełni dzisiaj dziób kolibra, ale w kredzie przeważały raczej drapieżne ptaki chwytające zdobycz ostrymi zębami.

Z drugiej strony kreda prócz majestatycznych dinozaurów kojarzy się z niezwykłymi zmianami w świecie roślinnym właśnie. To wtedy powstały rośliny kwiatowe.

Ich rozwój wymaga przeniesienia pyłku z kwiatu męskiego na żeński. Rolę tę może odegrać wiatr lub woda, najbardziej spektakularne kwiaty służą jednak czemu innemu. Są zapylane przez owady. Jaskrawe barwy, specyficzny kształt, znaczny rozmiar, wyczuwalny i dla ludzi zapach wabią owady pełniące funkcję zapylaczy.

Pierwszymi zapylaczami były prawdopodobnie błonkówki, do których należą dzisiejsze pszczoły. Motyle wtórnie przystosowały się do nowo powstałych źródeł pokarmu.

Nawet zdająca się być odpowiedzią na echolokację nietoperzy ewolucja narządów słuchowych motyli nie musiała mieć związku z tymi ssakami. Okazuje się, że w toku ewolucji Lepidoptera wytworzyły dziewięć odmiennych narządów słuchowych, i to czasem jeszcze przed powstaniem nietoperzy. Mogły pełnić zróżnicowane funkcje, nie tylko wykrywanie wydawanych przez latające ssaki fal ultradźwiękowych, ale też komunikowanie się z osobnikami płci przeciwnej.

Kolejne badania Kawahary i in. przyniosły więcej informacji. Tym razem uwzględniono prawie 400 genów 2,3 tys. gatunków. Przeprowadzono też obszerne analizy biogeograficzne.

Dzięki nim udało się określić, że motyle przyjęły dzienny tryb życia prawdopodobnie w zachodniej części Ameryki Północnej lub w Ameryce Środkowej. Większość współczesnych rodzin powstała 10-30 lat po kredowym maksimum termicznym, jakieś 90 mln lat temu, kiedy temperatura obniżyła się o 5 st. C. I o ile pierwsze larwy karbońskich ciem żerowały wewnątrz prymitywnych roślin nienaczyniowych, o tyle motyle dzienne zaczęły wykorzystywać bobowate, czyli popularne rośliny strączkowe. Potem przerzuciły się na inne rośliny, w tym trawy, ale do tej pory spokrewnione ze sobą motyle korzystają ze spokrewnionych ze sobą roślin.

W motylarniach karmione są zwykle rozkładającymi się owocami, z których spijają soki. Ten zapach, wysoka temperatura i wilgotność… Niezależne od piękna tropikalnych skrzydeł i liczonej w milionach lat historii większość z nas nie chciałaby zamieszkać z nimi w motylarni.

Marcin Nowak

Bibliografia

Ilustracje: zdjęcia wykonane przez autora w motylarni