Habitatunterschiede helfen dabei, Veränderungen im Nervensystem tropischer Schmetterlinge zu bestimmen, haben Wissenschaftler der University of Bristol herausgefunden.
Durch die Analyse eines Stammes neotropischer Schmetterlinge namens Ithomiini, der in den Amazonas-Regenwäldern im Osten Ecuadors vorkommt, konnten die Forscher zeigen, dass Veränderungen des Lebensraums – angezeigt durch Mimikry-Muster – Veränderungen in der Gehirnstruktur genau vorhersagen, insbesondere in Bereichen des Schmetterlingsgehirns, die Prozesse verarbeiten visuelle Informationen.
Die heute veröffentlichten Ergebnisse in Evolutionliefert starke Beweise dafür, dass diese Investitionsverschiebungen adaptiv sind und dass eine lokale Anpassung an unterschiedliche Lichtumgebungen auf sehr kleinen ökologischen Skalen erfolgen kann.
Der Hauptautor Benito Wainwright von der Bristol School of Biological Sciences erklärte: „Es war bekannt, dass die Nischenaufteilung in komplexen Lebensräumen wie tropischen Regenwäldern die Wahrnehmung der darin lebenden Tiere vor Herausforderungen stellen könnte.
„Arbeiten an Fischen in Süßwasserökosystemen hatten zuvor gezeigt, dass dramatische Änderungen der Lichtverfügbarkeit mit der Tiefe zu beeindruckenden visuellen Anpassungen führen können, aber es war wenig bekannt, ob die Evolution solche Anpassungen in einer terrestrischen Umgebung wie einem tropischen Wald auswählen könnte.“
Es wurden rund 160 Proben von 16 Arten verwendet, was dies zu einem der größten neuroanatomischen Vergleiche macht, die bei Insekten durchgeführt wurden.
Jetzt wollen die Wissenschaftler die sensorische Evolution in der gesamten Schmetterlingsgemeinschaft untersuchen, um rigoros zu testen, ob die Konvergenz im Lebensraum eine Konvergenz in der Gehirnstruktur vorhersagt.
Herr Wainwright erklärte: „Mit anderen Worten, wir wollen wissen, ob Arten sensorische Anpassungen über ähnliche Mechanismen entwickeln, wenn sie mit denselben Wahrnehmungsherausforderungen konfrontiert sind.
„Wir wollen auch die Lichtumgebung in diesen Wäldern quantifizieren, um zu untersuchen, inwieweit kleine Veränderungen in der Waldstruktur die sensorische Umgebung beeinflussen.“
Ihre Studie erstreckt sich über die Disziplinen Evolutionsbiologie, Ökologie und Neurobiologie und unterstreicht auf breiter Ebene die Bedeutung der visuellen Ökologie bei der adaptiven Gestaltung ganzer Gemeinschaften eng verwandter Arten in komplexen terrestrischen Umgebungen.
Er fügte hinzu: „Ithomiine-Schmetterlinge spielen in vielen tropischen Ökosystemen eine entscheidende Rolle, und das Verständnis dieser evolutionären Reaktionen wird es uns ermöglichen, genauere Vorhersagen darüber zu treffen, wie plötzliche Veränderungen in der sensorischen Umgebung die Zusammensetzung ganzer Regenwälder beeinflussen könnten.
„Unsere Arbeit zeigt, dass die Art und Weise, wie Arten sich entwickelt haben, um die Welt um sie herum zu verarbeiten, eine wichtige Rolle bei der Strukturierung ganzer Tiergemeinschaften spielt.
J. Benito Wainwright et al., Neuroanatomische Verschiebungen spiegeln Muster der ökologischen Divergenz in drei verschiedenen Gruppen mimetischer Schmetterlinge wider. Evolution (2022). DOI: 10.1111/evo.14547