Quel âge ont les papillons et où ont-ils évolué ? Et peut-être plus important encore, comment et quand ont-ils atteint le continent isolé de l’Australie ?
Les réponses à ces questions simples ont déconcerté les scientifiques pendant des décennies. Jusqu’à récemment, nous n’avions aucune idée de l’évolution des papillons, et les hypothèses concernant leur lieu d’origine étaient en grande partie des suppositions éclairées.
Ces dernières années, cependant, plusieurs études ont indiqué que les papillons sont probablement apparus au cours de la période du Crétacé, lorsque les dinosaures dominaient la Terre. Maintenant, une collaboration internationale (dont je suis membre) a placé l’heure d’origine beaucoup plus précisément: Il y a 101,4 millions d’années, plus ou moins 1,2 million d’années.
Ces premiers papillons étaient différents des papillons nocturnes, leurs ancêtres. Ils volaient le jour plutôt que la nuit et étaient attirés par les fleurs aux couleurs vives pour leur riche nectar.
Une histoire de 100 millions d’années
Pour parvenir à cette conclusion, des chercheurs de dizaines de pays ont dû construire le plus grand « arbre généalogique » d’espèces de papillons au monde. Cet arbre de vie a été assemblé avec l’ADN de 2 244 espèces représentant toutes les familles de papillons et 92 % des genres.
Il existe environ 19 000 espèces de papillons dans le monde, et reconstituer l’histoire de 100 millions d’années du groupe a nécessité l’assemblage du plus grand ensemble de données au monde sur les séquences d’ADN de papillons, les distributions géographiques et les plantes hôtes larvaires.
À la base de l’analyse se trouvaient 11 fossiles de papillons rares, sans lesquels l’analyse aurait été impossible. Les papillons sont rarement préservés dans les archives fossiles, et ceux qui sont préservés sont souvent difficiles à identifier.
Ces fossiles ont servi de points d’étalonnage sur l’arbre évolutif. Une fois l’arbre calibré, les chercheurs ont pu estimer le moment des événements clés de l’évolution des papillons, en commençant par leur origine.
Origines nord-américaines
Non seulement cette dernière étude a déterminé l’âge des papillons, mais elle a également découvert l’origine des papillons. En assemblant une base de données des distributions de toutes les espèces modernes et des plantes sur lesquelles elles pondent leurs œufs, les scientifiques ont pu retracer les déplacements des papillons à travers le temps et l’espace.
L’étude raconte une histoire dynamique, pleine de diversifications rapides, d’avancées hésitantes et de dispersions improbables. Certains groupes ont parcouru des distances qui semblent incroyablement vastes, et d’autres semblent être restés au même endroit tandis que les continents, les montagnes et les rivières se déplaçaient autour d’eux.
Selon ces dernières recherches, les papillons sont apparus pour la première fois quelque part dans le centre et l’ouest de l’Amérique du Nord.
À cette époque, au milieu du Crétacé, le continent nord-américain faisait partie de l’est de la Laurasie et était coupé en deux par une vaste voie maritime qui divisait le continent en deux. Le Mexique actuel a été rejoint dans un long arc avec ce qui est aujourd’hui les États-Unis, le Canada et la Russie.
L’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud n’avaient pas encore rejoint via l’isthme de Panama, mais les papillons semblent avoir eu peu de difficulté à traverser la brèche dans l’hémisphère sud. Une fois arrivés en Amérique du Sud, les premiers papillons se sont diversifiés à un degré étonnant.
De là, de nombreux groupes sont non seulement revenus en Amérique du Nord, mais ils se sont également dispersés en Australie via l’Antarctique. À l’époque, les trois continents étaient encore reliés pour former le sud du Gondwana, vestige du supercontinent Gondwana.
Le chemin vers l’Australie et le reste du monde
Deux des premières lignées de papillons à atteindre l’Australie via l’Antarctique étaient les sous-familles Coeliadinae (papillons alènes) (il y a environ 72 millions d’années) et Euschemoniinae (il y a environ 65 millions d’années). Les Euschemoniinae sont un groupe de papillons que l’on ne trouve qu’en Australie, contenant une seule espèce restante – le spectaculaire hespérie régent (Euschemon rafflesia) – limité aux forêts tropicales le long de la côte est.
Pour atteindre l’Australie, les papillons doivent avoir vécu en Antarctique à la fin du Crétacé et au début du Paléogène, lorsque les températures mondiales étaient considérablement plus chaudes qu’aujourd’hui. Ils auraient traversé le continent jusqu’en Australie avant que les deux masses continentales ne se séparent il y a environ 34 millions d’années.
D’autres groupes de papillons sont entrés en Australie beaucoup plus tard via les îles d’Asie du Sud-Est. Ils avaient auparavant atteint l’Asie depuis l’Amérique du Nord à travers le pont terrestre de Béring.
De là, ils ont rapidement parcouru du terrain, se répandant et se diversifiant à travers l’Asie du Sud-Est, le Moyen-Orient et la Corne de l’Afrique. Ils se sont même dirigés vers l’Inde, qui était alors une île isolée, séparée par des kilomètres de pleine mer de tous côtés.
Une fois que les papillons se sont établis en Amérique centrale et en Amérique du Nord il y a environ 101 millions d’années, ils se sont rapidement diversifiés aux côtés de leurs plantes hôtes au cours des 25 millions d’années suivantes, les deux dernières familles (Riodinidae et Lycaenidae) évoluant il y a environ 76 millions d’années. Au moment où les dinosaures ont été anéantis il y a 66 millions d’années, les six familles de papillons modernes étaient arrivées sur la scène.
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