С помощью инновационных междисциплинарных методов ученые впервые показали, что бабочки репейницы способны совершать трансатлантические перелеты протяженностью более 4200 километров и достигать берегов Южной Америки.
Репейницы (Vanessa cardui) — одни из самых известных бабочек-путешественниц. Обитая практически по всему миру, в том числе в России, они обычно не встречаются в Южной Америке. Тем не менее именно там, на атлантическом побережье Французской Гвианы, стайку этих бабочек заметил Жерар Талавера (Gerard Talavera), исследователь из Ботанического института Барселоны при Высшем совете по научным исследованиям Испании (CSIC).
Необычная встреча за пределами традиционного ареала репейниц заинтриговала ученого. Вместе с коллегами из Испании, Польши, Канады и США он решил выяснить, откуда эти бабочки взялись в Южной Америке. Исследование опубликовал журнал Nature Communications.
Авторы работы предположили, что во Французскую Гвиану репейницы прилетели либо из Северной Америки, где обитают ближайшие популяции, или из Африки, или из Европы. Проанализировав направление ветров в период, когда бабочек заметили на пляже, ученые обнаружили устойчивые воздушные потоки из Западной Африки, которые могли благоприятствовать трансатлантическому перелету репейниц.
Следующим этапом стало генетическое исследование нескольких отловленных во Французской Гвиане особей. Бабочек сохранили в конвертах из лакированной бумаги для последующих анализов. Секвенирование их геномов и сравнение с представительницами других популяций показало, что генетически они ближе к африканским и европейским репейницам.
Таким образом специалисты исключили возможность североамериканского происхождения и подкрепили версию о путешествии через океан. В ее же пользу говорило то, что пойманные в Южной Америке репейницы перед тем, как попасть в руки ученых, сидели с раскрытыми крыльями на песке в нескольких метрах от линии воды и выглядели потрепанными.
Кроме того, анализ ДНК пыльцы с тел бабочек позволил выявить пыльцевые зерна двух видов растений, которые растут исключительно в Тропической Африке. Это доказывало, что перед трансатлантическим перелетом репейницы собирали нектар с цветов именно в том регионе.
Наконец, исследователи изучили стабильные изотопы водорода и стронция с крыльев репейниц. В крыльях сохраняются изотопные характеристики, уникальные для того места, где бабочки развивались на личиночной стадии.
У всех рассмотренных особей обнаружили схожие сигнатуры, что указывало на их общее происхождение. По результатам анализа удалось установить, что вероятная родина насекомых — страны Западной Европы, такие как Франция, Ирландия, Великобритания или Португалия, либо Западная Африка.
«Репейницы попали в Южную Америку из Западной Африки, пролетев не менее 4200 километров над Атлантикой. Но путешествие могло быть еще длиннее, если они стартовали в Европе и преодолели три континента. Таким образом, протяженность их миграции может достигать 7000 километров или более. Это выдающееся достижение для такого маленького насекомого», — заявил профессор Оттавского университета (Канада) и соавтор исследования Клеман Батай (Clément Bataille).
Чтобы оценить, способны ли бабочки на подобный трансатлантический перелет, ученые подсчитали потенциальные энергозатраты на путешествие и его длительность. Оказалось, безостановочный полет через океан занял бы от пяти до восьми дней. Для репейницы это возможно только при условии благоприятствующего попутного ветра. Без него бабочки могли бы пролететь максимум 780 километров, израсходовав на это все свои жировые запасы, то есть энергию, заключили авторы.
Сделанные исследователями открытия указывают на существование естественных воздушных коридоров между континентами, которые могут способствовать распространению видов в гораздо больших масштабах, чем считали прежде. Кроме того, для изучения миграции насекомых впервые применили сочетание молекулярных методов, включая изотопную геолокацию и метабаркодирование пыльцы.
Результаты исследования обнадеживают и применимы ко многим другим мигрирующим видам. По мнению авторов, такой комплексный подход должен фундаментально изменить представление о миграции насекомых.