Las mariposas y las polillas se encuentran entre los grupos más diversos en el reino animal, con casi 160,000 especies conocidas, que van desde el icónico morfo azul hasta el gusano del ejército devorador de cultivos.
Los científicos han atribuido durante mucho tiempo la rica variedad de estos insectos a sus estrechas conexiones con otros organismos. Las mariposas, hipotetizaron, evolucionaron en conjunto con las plantas de las que se alimentaban, y las polillas desarrollaron mecanismos de defensa sofisticados en respuesta a los murciélagos, sus principales depredadores.
Ahora, un nuevo estudio examina estas hipótesis clásicas al arrojar luz sobre la historia temprana de los lepidópteros, el orden que incluye a las polillas y las mariposas. Usando el conjunto de datos más grande jamás reunido para el grupo, un equipo internacional de investigadores creó una evoluciónárbol genealógico de los lepidópteros y fósiles usados para estimar cuándo las polillas y las mariposas desarrollaron rasgos clave.
Sus hallazgos muestran que las plantas con flores impulsaron gran parte de la diversidad de estos insectos. Sin embargo, en un giro sorprendente, múltiples linajes de polillas desarrollaron "orejas" millones de años antes de la existencia de murciélagos, previamente acreditados con el desarrollo de órganos auditivos por parte de las polillas..
"Tener un árbol genealógico con fecha fósil nos da nuestra mirada más detallada hasta la fecha sobre la evolución de las polillas y mariposas", dijo el autor principal del estudio, Akito Kawahara, profesor asociado y curador de la Universidad de Florida en el McGuire del Museo de Historia Natural de FloridaCentro de Lepidópteros y Biodiversidad ". Hemos pensado durante mucho tiempo que las plantas con flores deben haber contribuido a la extraordinaria cantidad de especies de polillas y mariposas que vemos hoy, pero no hemos podido probar eso. Este estudio nos ayuda a versi las hipótesis anteriores se alinean, y lo que encontramos es que la hipótesis de la planta sí, pero la hipótesis del murciélago no. "
La investigación también sugiere que los lepidópteros son mucho más viejos de lo que se pensaba anteriormente, y el ancestro compartido de las mariposas y las polillas de hoy probablemente apareció hace unos 300 millones de años, aproximadamente 100 años antes de las estimaciones anteriores.
Un artículo seminal de 1964 de Paul Ehrlich y Peter Raven utilizó las relaciones estrechamente entrelazadas entre las mariposas y las plantas con flores como base para la teoría de la coevolución, la idea de que los diferentes grupos de organismos evolucionan entre sí.
A medida que las plantas desarrollaban toxinas para protegerse de las orugas hambrientas, razonaron, las mariposas desarrollaron formas de tolerarlas. Las plantas, a su vez, aumentaron su armamento y el ciclo de una sola mano de obra continuó.
Del mismo modo, los científicos, incluido Kawahara, han citado a los murciélagos como la fuerza impulsora detrás de la evolución de las defensas especiales de las polillas, incluidos los órganos auditivos sensibles a los ultrasonidos, el sonar de los sonares y las colas largas y retorcidas que pueden desviar a un atacante en vuelo.
Interrogatorio de estas hipótesis requiere un viaje de regreso en el tiempo profundo, no es una tarea fácil con un grupo de insectos que es notoriamente raro en el registro fósil. Para complicar aún más las cosas, los fósiles a menudo son difíciles de identificar con precisión como una polilla o mariposa,Kawahara dijo. Uno originalmente etiquetado como Lepidoptera se reveló más tarde como una hoja.
El equipo de Kawahara utilizó dos enfoques analíticos para evitar cometer el mismo error. Examinaron estudios previos de fósiles de lepidópteros, descartando cualquier ejemplo que pareciera cuestionable. Investigaron los 16 fósiles restantes con otros lepidópteros, buscando el consenso de que realmente representaban polillas ymariposas. Luego usaron estos fósiles para fechar su árbol evolutivo, construido a partir de más de 2,000 genes de 186 especies existentes de mariposas y polillas. Para verificar esas fechas, llevaron a cabo el mismo análisis usando solo tres fósiles, cada uno con el sello distintivocaracterísticas de un grupo particular de lepidópteros.
Viajando hacia las 'orejas' de la polilla
Una gran sorpresa fue la revelación del árbol con fecha fósil de que las polillas nocturnas desarrollaron órganos auditivos nueve veces por separado, cuatro de las cuales ocurrieron hace aproximadamente 91 millones de años, unos 30 millones de años antes de que los murciélagos dominaran el cielo nocturno.
¿Qué podrían haber estado escuchando las polillas en un mundo previo al murciélago?
"No sabemos", dijo Kawahara. Él y el coautor del estudio Jesse Barber, experto en murciélagos y profesor asociado en la Universidad Estatal de Boise, plantean la hipótesis de que "probablemente usaron estos órganos auditivos para detectar los sonidos producidos por otros depredadores, como pisar, huir o susurrar, y luego los cooptaron para que sonaran en el sonar de murciélagos ".
Muchas polillas y algunas mariposas tienen "orejas" en varias partes del cuerpo, dependiendo de la familia. Sin embargo, la mayoría de los órganos auditivos están cerca de las alas, la ubicación óptima para indicar rápidamente a un insecto que se mueva hacia o hacia afueradesde un sonido, dijo la coautora del estudio Jayne Yack, profesora de neuroetología en la Universidad de Carleton en Ottawa, Ontario.
"Tiene sentido tener los oídos cerca de la maquinaria de vuelo, si su respuesta al sonido es escapar en vuelo", dijo.
Si bien el hallazgo de que algunos de estos órganos eran anteriores a los murciélagos fue una sorpresa, Yack advirtió que no debía saltar a la conclusión de que no hay conexión entre los murciélagos y la capacidad de escuchar de las polillas. Señaló que muchas especies con orejas aparecen justo antes deel tiempo propuesto cuando los murciélagos desarrollaron la ecolocalización, "entonces algo alrededor de ese período parece haber sido una presión de selección importante"
"La gran mayoría de los oídos en los lepidópteros de hoy en día son sensibles al ultrasonido, y al menos se ha demostrado que algunos de ellos funcionan para evadir a los murciélagos", dijo. "Algunos también evolucionaron después de que los murciélagos usaran la ecolocación por primera vez. Pero la evidencia requiereque reconsideremos la suposición actual de que todos los oídos en los lepidópteros nocturnos evolucionaron en respuesta a la ecolocalización de los murciélagos ".
La paja de néctar fue un cambio de juego
Las primeras polillas probablemente se tunelizaron y alimentaron dentro de plantas no vasculares como las briófitas como larvas y tenían piezas bucales masticadoras cuando eran adultos. El desarrollo de la trompa, una parte bucal en forma de paja enrollada que puede aspirar néctar, savia de plantas y otros fluidos,Kawahara ayudó a que la diversidad de las polillas se disparara. Más del 99% de las polillas y mariposas actuales tienen una trompa.
El árbol con fecha fósil pone el origen de la trompa hace unos 241 millones de años, coincidiendo con el momento en que las plantas con flores se diversificaban rápidamente. La trompa ayudó a las primeras polillas a acceder al néctar y puede haberles permitido volar más lejos y colonizar nuevas plantas hospederas.
Las mariposas, un grupo mucho más joven y menos diverso que las polillas, no se originaron hasta hace unos 100 millones de años y son solo polillas voladoras, dijo Kawahara.
"Este estudio subraya estudios previos que muestran que las mariposas realmente pertenecen al grupo mucho más grande de polillas", dijo. "Tendemos a apreciar las mariposas porque a menudo son llamativas y carismáticas, pero no debemos olvidarnos de las polillas, quepuede ser igual de sorprendente. Las polillas y las plantas interactuaban unos 50 millones de años antes de que el primer dinosaurio deambulara por la Tierra, y esas interacciones ayudaron a conducir a la diversidad que vemos en nuestro planeta hoy ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Museo de Historia Natural de Florida . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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