Wie alt sind Schmetterlinge und wo haben sie sich entwickelt? Und was vielleicht noch wichtiger ist: Wie und wann erreichten sie den isolierten Kontinent Australien?
Antworten auf diese einfachen Fragen geben Wissenschaftlern seit Jahrzehnten Rätsel auf. Bis vor Kurzem wussten wir kaum, wann sich Schmetterlinge entwickelten, und Hypothesen über ihren Ursprungsort waren weitgehend fundierte Vermutungen.
In den letzten Jahren haben jedoch mehrere Studien darauf hingewiesen, dass Schmetterlinge höchstwahrscheinlich irgendwann in der Kreidezeit entstanden sind, als Dinosaurier die Erde dominierten. Jetzt gibt es eine internationale Zusammenarbeit (deren Mitglied ich bin). den Entstehungszeitpunkt viel genauer einordnen: vor 101,4 Millionen Jahren, mehr oder weniger 1,2 Millionen Jahre.
Diese frühen Schmetterlinge unterschieden sich von ihren Vorfahren, den Nachtfaltern. Sie flogen tagsüber und nicht nachts und wurden wegen ihres reichhaltigen Nektars von farbenfrohen Blumen angezogen.
Eine 100 Millionen Jahre alte Geschichte
Um zu dieser Schlussfolgerung zu gelangen, mussten Forscher aus Dutzenden Ländern den weltweit größten „Stammbaum“ von Schmetterlingsarten erstellen. Dieser Lebensbaum wurde mit DNA von 2.244 Arten zusammengestellt, die alle Schmetterlingsfamilien und 92 % der Gattungen repräsentieren.
Es gibt etwa 19.000 Schmetterlingsarten auf der Welt, und um die 100 Millionen Jahre alte Geschichte der Gruppe zusammenzufassen, musste der weltweit größte Datensatz von Schmetterlings-DNA-Sequenzen, geografischen Verteilungen und Wirtspflanzen der Larven zusammengestellt werden.
Der Analyse lagen 11 seltene Schmetterlingsfossilien zugrunde, ohne die die Analyse nicht möglich gewesen wäre. Schmetterlinge sind im Fossilienbestand nur selten erhalten, und die erhaltenen Schmetterlinge sind häufig schwer zu identifizieren.
Diese Fossilien dienten als Kalibrierungspunkte im Evolutionsstammbaum. Sobald der Baum kalibriert war, konnten die Forscher den Zeitpunkt wichtiger Ereignisse in der Schmetterlingsentwicklung abschätzen, beginnend mit ihrem Ursprung.
Nordamerikanische Herkunft
Diese neueste Studie bestimmte nicht nur das Alter der Schmetterlinge, sondern fand auch heraus, wo die Schmetterlinge ursprünglich ihren Ursprung hatten. Durch die Zusammenstellung einer Datenbank über die Verbreitung aller modernen Arten und der Pflanzen, auf denen sie ihre Eier ablegen, konnten die Wissenschaftler die Bewegungen von Schmetterlingen durch Zeit und Raum verfolgen.
Die Studie erzählt eine dynamische Geschichte – eine Geschichte voller schneller Diversifizierungen, stockender Fortschritte und unwahrscheinlicher Zerstreuungen. Einige Gruppen reisten über scheinbar unglaublich große Entfernungen, andere scheinen an einem Ort geblieben zu sein, während sich Kontinente, Berge und Flüsse um sie herum bewegten.
Dieser neuesten Forschung zufolge tauchten Schmetterlinge erstmals irgendwo in Mittel- und West-Nordamerika auf.
Zu dieser Zeit, in der mittleren Kreidezeit, war der Kontinent Nordamerika Teil des östlichen Laurasia und wurde von einem ausgedehnten Seeweg halbiert, der den Kontinent in zwei Teile teilte. Das heutige Mexiko war in einem langen Bogen mit den heutigen Vereinigten Staaten, Kanada und Russland verbunden.
Nord- und Südamerika waren noch nicht über die Landenge von Panama verbunden, aber Schmetterlinge scheinen kaum Schwierigkeiten gehabt zu haben, die Wasserlücke in die südliche Hemisphäre zu überwinden. Als sie Südamerika erreichten, diversifizierten sich die frühen Schmetterlinge in erstaunlichem Maße.
Von dort zogen viele Gruppen nicht nur zurück nach Nordamerika, sondern zerstreuten sich auch über die Antarktis nach Australien. Damals waren die drei Kontinente noch zu Südgondwana verbunden, einem Überrest des Superkontinents Gondwana.
Der Weg nach Australien – und in den Rest der Welt
Zwei der frühesten Schmetterlingslinien, die über die Antarktis nach Australien gelangten, waren die Unterfamilien Coeliadinae (Ahlen-Skipper-Schmetterlinge) (vor etwa 72 Millionen Jahren) und Euschemoniinae (vor etwa 65 Millionen Jahren). Die Euschemoniinae sind eine Gruppe von Schmetterlingen, die nur in Australien vorkommt und nur eine einzige verbliebene Art umfasst – den spektakulären Regent Skipper (Euschemon rafflesia), der nur in den Regenwäldern entlang der Ostküste vorkommt.
Um Australien zu erreichen, müssen Schmetterlinge einst in der späten Kreidezeit und im frühen Paläogen in der Antarktis gelebt haben, als die globalen Temperaturen erheblich wärmer waren als heute. Sie hätten ihren Weg über den Kontinent nach Australien gefunden, bevor sich die beiden Landmassen vor etwa 34 Millionen Jahren trennten.
Andere Schmetterlingsgruppen gelangten viel später über die Inseln Südostasiens nach Australien. Sie waren zuvor von Nordamerika aus über die Bering-Landbrücke nach Asien gelangt.
Von dort aus breiteten sie sich schnell aus und verbreiteten und diversifizierten sich in ganz Südostasien, im Nahen Osten und am Horn von Afrika. Sie machten sich sogar auf den Weg nach Indien, das damals eine isolierte Insel war, die auf allen Seiten durch kilometerlanges offenes Meer getrennt war.
Nachdem sich Schmetterlinge vor etwa 101 Millionen Jahren in Mittel- und Nordamerika etabliert hatten, diversifizierten sie sich im Laufe der nächsten 25 Millionen Jahre rasch zusammen mit ihren Wirtspflanzen, wobei sich die letzten beiden Familien (Riodinidae und Lycaenidae) vor etwa 76 Millionen Jahren entwickelten. Als die Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren ausgerottet wurden, waren alle sechs modernen Schmetterlingsfamilien auf der Welt.
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