Le farfalle sono fra gli insetti più colorati e variegati in assoluto. Presentano diverse forme, dimensioni e stili di vita, passando da specie effimere che vivono circa 24 ore da adulte a specie che possono arrivare fin a oltre un anno di età. Come tutti gli organismi del nostro pianeta, la loro ricca diversità è il risultato di milioni di anni di evoluzione e per quanto il loro gruppo sia complesso e diversificato, tutte le specie discendono da un antico progenitore comune.
Fino a oggi, però, gli scienziati avevano poco indizi sull'origine di questo gruppo di insetti, non conoscendo né il periodo né il luogo in cui questo progenitore ha dato il via all'evoluzione di tutte le falene e le farfalle che conosciamo. Alcuni studiosi del Museo di storia naturale della Florida, però, sono riusciti a identificare il luogo d'origine di questi animali, ricostruendo l'albero della vita che 100 milioni di anni fa porto alla comparsa delle farfalle. Lo studio è stata pubblicato sulla rivista Nature Ecology&Evolution ed è il frutto di un grande lavoro di collaborazione fra numerosi entomologi in tutto il mondo.
Già a partire dal 2019 gli scienziati avevano ottenuto i primi risultati, riuscendo a calcolare il periodo geologico in cui sono comparsi per la prima volta i progenitori delle farfalle, ovvero la fine del Cretaceo inferiore. In quel periodo, infatti, alcuni insetti preistorici appartenenti all'ordine estinto delle Necrotaulidae iniziarono a volare durante il giorno anziché di notte, sfruttando l'occasione offerta dalla comparsa dei fiori, che si erano da poco evoluti per fornire nettare alle api appena comparse.
Questo evento spinse evolutivamente questi antichi insetti a cambiare dieta e ad evolvere nei lepidotteri, esplodendo in un grande numero di forme e di generi che cominciarono a coprire i cieli e le fronde degli alberi, su cui avevano appena fatto la loro comparsa anche le primissime specie di dinosauri/uccelli. Quando però i ricercatori si sono resi conto di aver individuato il periodo ma non il luogo in cui probabilmente per la prima volta erano comparse le farfalle, si sono concentrati per scoprire anche questa informazione, costruendo il più grande albero filogenetico con tutti i dati a disposizione.
Per produrre ciò, gli scienziati hanno estratto e sequenziato il DNA di oltre 2.000 specie di lepidotteri, rappresentanti di tutte le famiglie presenti sulla Terra e di circa il 92% dei generi. Ed è stato così che sono riusciti a localizzare l'area esatta in cui apparvero le prime specie: un territorio abbastanza grande che comprende il Nord e la punta settentrionale del Centro America.
«Trovare il punto esatto in cui le prime farfalle cominciarono a volteggiare fra i fiori era un mio sogno d'infanzia – ha dichiarato Akito Kawahara , curatore dei lepidotteri presso il Museo di storia naturale della Florida e principale autore della scoperta – È qualcosa che volevo fare da quando, da bambino, visitavo l'American Museum of Natural History di New York e vedevo l'immagine della filogenesi di una farfalla attaccata alla porta di un curatore. È stato probabilmente lo studio più difficile e lungo a cui abbia mai preso parte e per completarlo ci è voluto uno sforzo enorme da parte di decine di persone di tutto il mondo».
Un'altra ragione per cui gli studiosi hanno ritenuto particolarmente difficile completare il lavoro preliminare di questa studio deriva anche dal fatto che negli ultimi anni la pandemia da Covid ha rallentato parecchio lo studio delle migliaia di farfalle necessarie per mettere insieme la loro storia evolutiva lunga ben 100 milioni di anni. «In taluni casi, le informazioni di cui avevamo bisogno esistevano solo negli appunti non digitalizzati di alcuni ricercatori che lavoravano sul campo, che oltre a parlare e scrivere in lingue diverse erano anche sperduti in diverse foreste equatoriali, mentre noi non sapevamo che fine avessero fatto».
Alla fine però il risultato di questo lavoro è stato enorme secondo il parere degli esperti, e il database che sono riusciti a produrre, contenente tutte le sequenze genetiche e relative alle 2.000 specie studiate, è stato come mettere insieme contenuti di libri, dei file di testo, dei computer da laboratorio così come delle diverse collezioni museali, in un unico ripostiglio digitale. Come oggetto principale della loro ricerca, gli entomologi coinvolti nello studio hanno perfino resi pubblici i risultati dell'analisi di ben 11 rare specie fossili di farfalle, che sono stati utilizzati principalmente per effettuare la calibrazione degli alberi genetici per identificare l'origine dei principali generi.
«Grazie a questo studio, ora sappiamo che l'America settentrionale è la patria di quest'insetti e abbiamo già iniziato a formulare i primi modelli di distribuzione, per comprendere come hanno cominciato poi a diffondersi per il mondo a partire da 100 milioni di anni fa», ha concluso Kawahara, spiegando come queste creature hanno avuto molto probabilmente una storia evolutiva dinamica e diversificata.
All'inizio, infatti, le farfalle giunsero in Asia attraversando lo stretto di Bering, che allora aveva tutt'altra conformazione e dimensione. Da lì, dalla punta orientale dell'attuale Kamčatka, i lepidotteri si espansero in Asia, spingendosi verso Sud-est, per poi giungere in Medio Oriente e successivamente al Corno d'Africa, che all'epoca era distante dall'Arabia ed era più schiacciato verso Sud.
Le farfalle giunsero poi in India in un secondo momento, poiché all'epoca il subcontinente era un'isola, separata da miglia di mare in ogni direzione. Quando però giunsero anche lì, le farfalle si spinsero anche in Australia, che essendo ancora attaccata all'Antartide, costituiva la massa di terra più vasta dell'emisfero meridionale di quel periodo.
Gli scienziati riportano inoltre che probabilmente in quel periodo l'Antartide era molto più caldo rispetto ad oggi ed era anche più vicina all'Africa di quanto potessero mai sospettare i primi geologi che come Wegener, ad inizio Novecento, cominciarono a commissionare agli esploratori polari la raccolta di campioni di roccia provenienti dal Polo sud, nel tentativo di confermare la teoria della deriva dei continenti e l'esistenza passata del supercontinente Pangea.
Ritornando alle farfalle, i ricercatori spiegano che questi insetti ebbero invece maggiori difficoltà a raggiungere il Sud America e l'Europa, e ci vollero 45 milioni di anni prima di raggiungere il versante europeo degli Urali o le foreste poste alla base delle Ande. Gli scienziati non riescono ancora a capire perché ciò accadde, ma gli effetti di questo arrivo posticipato sono ancora evidenti oggi, ha spiegato Kawahara, soprattutto per il vecchio continente. «L'Europa non ha molte specie di farfalle rispetto ad altre parti del mondo, e quelle che ha si trovano spesso anche altrove. Molte farfalle in Europa, infatti, sono simili alle popolazioni presenti in Siberia e in Asia, per esempio». Forse però esiste già una soluzione a questo enigma.
È infatti molto probabile che le farfalle non si espandessero per il globo a caso, ma che abbaino seguito le piante di cui erano ghiotte. E confrontandosi con diversi paleobotanici, i ricercatori si sono resi conto che le prime specie di farfalle a conquistare il mondo furono anche quelle che impollinavano principalmente alcune particolari tipologie di fiori: quelle dei legumi.
Seguendo così l'espansione di queste piante per il mondo, di cui fanno parte per esempio i piselli, come i fagioli, le fave, le lenticchie e i lupini, gli autori della ricerca si sono resi conto che le mappe di espansione sulla Terra combaciavano quasi completamente.
Secondo la coautrice dello studio Pamela Soltis, anch'essa curatrice del Museo della Florida, fu quindi proprio la "collaborazione" tra legumi e le prime specie di farfalle a spingere questi organismi al di fuori delle loro regioni native, trasformando gli ecosistemi in ambienti più colmi di vita e garantendo il successo a una delle alleanze piante/animali più importanti del mondo. «L'evoluzione delle farfalle e delle piante da fiore è stata inesorabilmente intrecciata sin dalla loro origine e la loro stretta relazione ha portato a notevoli risultati, tra cui la diversificazione di entrambi i gruppi e l'instaurazione di un rapporto di fiducia quasi eterno» .
Possiamo quindi dire, concludono i ricercatori, che senza le farfalle non avremmo avuto i legumi che oggi conosciamo e che – viceversa, di pari passo – senza i legumi oggi non potremmo godere della bellezza di una Vanessa atalanta, una delle specie di farfalle più colorate dell'emisfero settentrionale. Ciò dovrebbe farci anche riflettere sulla natura delle interazioni degli organismi, che spesso si evolvono cronometrando i loro progressi con quelle delle specie per loro più "amiche".
