蝴蝶，最初来自哪里？

一个动态的故事

在动物王国中，蝴蝶有着非常丰富的种类。蝴蝶起源于何时？它们最初又是来自哪里？长时间以来，这些看似简单的基本问题，一直困扰着研究蝴蝶进化的科学家们。

（图/Erik_Karits / Pixabay）

2019年，一项大规模的DNA分析表明，夜行的飞蛾与开花植物这两个群体是同步进化的，借助花的力量，飞蛾飞得很高，成长得更加茁壮；大约在一亿年前，一群“引领潮流”的飞蛾开始在白天飞行，它们被花蜜丰富、色彩鲜艳的花朵吸引，最终导致了蝴蝶的进化。

现在，在一项新发表于《自然生态与进化》的研究中，一个国际研究团队追溯了最早一批蝴蝶曾飞行过的地方，进一步精确地确定了蝴蝶的起源时间。他们的研究结果表明，在1.014亿年前，蝴蝶最早出现在北美中部和西部。

这项研究讲述了一个动态的故事：一些蝴蝶跨越了难以置信的遥远距离，还有一些蝴蝶似乎随着周围的大陆、山脉和河流的移动，而留在了某些地方。

最大的蝴蝶系统树

世界上大约有19000种蝴蝶，要为如此庞大的群体拼凑出一亿年的历史，就必须要了解它们的现代地理分布、幼虫的寄主植物，以及DNA序列等信息。

然而，在这项研究之前，没有一个地方可以让研究人员获取这类数据。在很多情况下，研究人员所需的信息都存在于没有被数字化的野外，而且是用各种不同的语言写成的。

为了解决这个问题，在新的研究中，来自几十个国家的研究人员决定建立自己的、开放的数据库。他们对书籍、博物馆藏品、各个独立网页中的大量内容进行了翻译和转化，将它们集结到一个单一的数字仓储中。最终，他们用2244种蝴蝶的DNA，构建出了世界上最大的蝴蝶物种的系统树。

研究人员利用2000多个蝴蝶物种的DNA创建了一个强大的系统树，从中他们可以推断出蝴蝶的年龄和它们随时间的运动。（图/KAWAHARA ET AL., 2023）

所有数据都是基于11个罕见的蝴蝶化石完成的。鲜少有蝴蝶存在于化石记录中，因为蝴蝶有着像纸一样薄的翅膀和游丝般的毛发，因此即使能在化石记录中保存，也往往难以辨认。

这11块珍贵的蝴蝶化石，帮助研究人员可以从蝴蝶的起源开始，记录蝴蝶的关键的进化事件时间。在这个框架之下，研究人员成功地追踪了蝴蝶在时间和空间上的运动以及摄食习惯。

通往世界之路

研究结果表明，大约在一亿年前，蝴蝶最早出现在了北美中部和西部的某个地方。那时，北美大陆被一条广阔的海道分成了两块，而今天的墨西哥与美国、加拿大和俄罗斯组成了一个长长的弧形。

此外，那时的北美和南美还没有通过巴拿马地峡连接在一起，但是蝴蝶似乎很轻易地就穿过了海峡，进入了南半球。在到达南美洲后，早期的蝴蝶种类就以一种惊人的程度变得多样。

一亿年前蝴蝶诞生时，世界各大洲距离更近。（图/CHRISTOPHER SCOTESE via floridamuseum.ufl.edu）

尽管南美洲离非洲相对较近，但蝴蝶还是绕了一段远路，通过白令陆桥进入亚洲。它们迅速覆盖了地面，辐射到东南亚、中东和东非的部分地区。他们甚至到达了印度，当时印度还是一个孤岛，四面被数千里的广海隔开。

最令人惊讶的是，它们还抵达了澳洲，那时的澳洲仍与南极洲紧密相连。随着全球气温的上升，蝴蝶可能曾在南极洲生活过。然后，在两块大陆分离之前，它们通过南极洲的北部边缘进入澳洲。

蝴蝶起源于北美洲和中美洲，然后通过复杂的交叉飞行路线，扩散到全球其他地区，最终导致了它们现在的分布。（图/KAWAHARA ET AL., 2023）

再往北，蝴蝶在西亚边缘可能徘徊了长达4500万年的时间，最后才迁徙到欧洲。研究人员目前还无法解释为何会出现这种长时间的停顿，但这种停顿所产生的影响在今天看来是很明显的。

与世界其他地区相比，欧洲的蝴蝶种类并不多，而且欧洲有的蝴蝶通常也可以在其他地方找到。比如在西伯利亚和亚洲也发现了许多欧洲蝴蝶。

亲近的植物

研究人员发现，一旦蝴蝶定居在某处，它们就会和它们的幼虫寄主植物一起，迅速变得多样。到6600万年前恐龙灭绝时，几乎所有现代蝴蝶科都出现了，而且每一科似乎都对一组特定的植物具有特殊的亲和性。

研究人员在进化的时间尺度上研究了这种关系，发现在几乎对每个蝴蝶科来说，豆类植物都是它们原始的宿主。此后，更多动物加入了豆类植物的传粉者行列，比如各种蜜蜂、苍蝇、蜂鸟和哺乳动物，而蝴蝶也同样增强了它们的味觉。

研究人员表示，蝴蝶与开花植物的合作关系，帮助它们从飞蛾的一个次要分支，转变为如今世界上最大的昆虫群体之一。它们从蝴蝶的起源开始就不可避免地交织在一起，这种密切的关系导致了这两个谱系中显著的多样化事件。

#创作团队：

撰文：糖兽

排版：雯雯

#参考来源：

https://www.floridamuseum.ufl.edu/science/butterfly-tree-of-life-reveals-an-origin-in-north-america/

https://www.nature.com/articles/s41559-023-02041-9

#图片来源：

封面图&首图：Florida Museum photo by Kristen Grace and phylogeny by Hillis, Zwickl, and Gutell