Kupu -kupu wanita yang dicat adalah pelancong dunia. Yang kami temui di Eropa terbang dari Afrika ke Swedia, akhirnya kembali ke daerah utara dan selatan Sahara. Tapi apa yang menentukan apakah beberapa kupu -kupu menempuh jarak jauh sementara yang lain menempuh jarak pendek? Sekelompok ilmuwan, termasuk dari Institute of Science and Technology Austria (ISTA), menunjukkan bahwa strategi migrasi yang berbeda dibentuk oleh kondisi lingkungan daripada dikodekan dalam DNA kupu -kupu.
Ini adalah hari musim panas yang hangat di bulan Juni. Sekelompok ilmuwan dengan sunhats dan nets hiking di sepanjang jalan setapak di pegunungan Catalan. Mereka dengan cermat mencari kupu-kupu oranye yang dilukis dengan wanita dengan pola hitam-putih yang rumit. Menangkap wanita yang dicat bukanlah tugas yang mudah; Mereka kuat, bertekad selebaran, fakta bahwa ahli biologi evolusi Daria Shipilina juga harus mengakui.
Sebelumnya bekerja dengan tanaman dan burung, ilmuwan mencoba menangkap salah satu kupu -kupu yang indah di udara. Jaringnya berayun ke segala arah, tetapi tidak ke mana ia harus pergi. Akhirnya, beberapa kupu-kupu mengambil istirahat nektar, memberi Shipilina kesempatan yang telah lama ditunggu-tunggu. “Swoosh” yang cepat, dan dia menjaring satu. Momen yang hebat bagi ahli biologi dan bukti yang lebih besar tentang ketahanan dan daya tahan kupu -kupu yang luar biasa ini.
Setiap tahun, wanita yang dicat memulai perjalanan migrasi besar -besaran dari barat laut Afrika sampai ke Swedia dan kembali untuk menemukan kondisi lingkungan yang sempurna yang memastikan kelangsungan hidup dan reproduksi mereka.
Sekelompok ilmuwan, di samping proyek sains warga negara, telah mencoba memecahkan kode peta perjalanan kupu -kupu. Publikasi interdisipliner baru -baru ini memberikan wawasan baru. Ini menampilkan kontribusi dari Shipilina-Formerly di University of Uppsala dan saat ini postdoc dengan kelompok Nicholas Barton di Institute of Science and Technology Austria (ISTA)-bersama dengan kolaborator dari beberapa institusi: University of Ottawa, CSIC-CMCNB di dalam Barcelona, Sos Savane, Sekolah Tinggi Politeknik Dakar, dan Universitas Teknik Darmstadt. Hasilnya diterbitkan di PNAS Nexus.
Tidak jauh terlalu jauh, tidak ada beban yang terlalu berat
“Wanita yang dicat itu adalah spesies kupu -kupu yang sangat indah dan berwarna -warni,” kata Shipilina. “Menyaksikan mereka membentuk agregasi besar adalah tontonan sejati. Tapi yang membuat mereka sangat istimewa adalah migrasi jarak jauh yang luar biasa.”
Kupu -kupu ini melakukan perjalanan 10.000 km tahunan antara Afrika dan Eropa. Mereka melakukannya melalui suksesi generasi, mencari kondisi pemuliaan terbaik untuk keturunan mereka. “Setiap individu melakukan perjalanan di satu bagian dari siklus migrasi tahunan, dengan keturunannya melanjutkan perjalanan mereka,” lanjut Shipilina.
Serangga berwarna -warni memulai perjalanan besar mereka di musim semi, mulai dari Afrika Barat Laut dan terbang di atas Laut Mediterania ke Eropa. Generasi berikutnya kemudian menuju ke Inggris, bahkan mencapai Tundra Arktik Swedia untuk menghabiskan musim panas.
Sampai baru -baru ini, diyakini bahwa begitu kupu -kupu mencapai Swedia, mereka binasa karena iklim yang lebih dingin yang muncul di sana pada akhir musim panas. Namun, penelitian telah menunjukkan bahwa wanita yang dicat kembali ke daerah yang lebih hangat di musim gugur, mengkonfirmasi pola migrasi melingkar. Sementara beberapa akhirnya tinggal di daerah Mediterania, yang lain melakukan perjalanan kembali ke Afrika, bahkan melintasi Sahara. Tapi kenapa? Apakah mereka memiliki sistem GPS yang berbeda?
Kemana saja kamu, kemana kamu menuju?
Shipilina dan rekannya mulai memahami fenomena ini. Untuk mencapai hal ini, para ilmuwan melakukan kunjungan lapangan dan mengumpulkan wanita -wanita yang dicat dari daerah baik utara maupun selatan Sahara, termasuk Benin, Senegal, Maroko, Spanyol, Portugal, dan Malta.
Mereka menggunakan geolokasi isotop untuk memperkirakan asal geografis masing -masing kupu -kupu. “Prinsip utama dari metode ini adalah bahwa makeup isotopik-atau isotop stabil dari sayap kupu-kupu dewasa mencerminkan tanda tangan isotop tanaman yang mereka makan sebagai ulat,” jelas Shipilina. Isotop adalah bentuk yang berbeda dari elemen yang sama, dengan sifat kimia yang identik tetapi massa atom yang sedikit berbeda.
Penulis pertama Megan Reich dan Clement Bataille dari University of Ottawa menghabiskan beberapa tahun mengembangkan teknik ini, menguji berbagai isotop, pemurnian pendekatan statistik, dan menggabungkan teknik pembelajaran mesin untuk meningkatkan akurasi dan resolusi. Analisis ini mengkonfirmasi perilaku perjalanan yang beragam di antara individu: beberapa melakukan perjalanan migrasi panjang ke selatan dari Skandinavia, melintasi Sahara, sementara yang lain bermigrasi jarak pendek, tetap di utara gurun di wilayah Mediterania.
Apakah ada di gen mereka?
Para ilmuwan kemudian menggunakan seluruh sekuensing genom untuk membandingkan sekuens DNA masing -masing individu. Menariknya, tidak ada perbedaan genetik antara kupu-kupu perjalanan pendek dan perjalanan panjang.
“Temuan ini secara fundamental berbeda dari apa yang diamati pada beberapa burung, kelompok migrasi lain yang dipelajari dengan baik,” kata Shipilina. “Misalnya, di willow warblers, daerah kromosom besar telah dikaitkan dengan arah migrasi variabel, menggambarkan bagaimana fenotip yang berbeda muncul dari komposisi genomik yang berbeda.” Selain itu, pola migrasi pada wanita yang dicat tidak dapat dikaitkan dengan faktor -faktor seperti jenis kelamin, ukuran sayap, atau bentuk sayap.
Wanita yang dicat beradaptasi dengan lingkungan
Menurut para ilmuwan, apa yang disebut plastisitas fenotipik mungkin menjelaskan berbagai gaya migrasi. “Plastisitas fenotipik adalah kemampuan suatu organisme untuk mengubah fenotipnya dalam kasus ini, keterlibatannya dalam migrasi jarak pendek yang panjang terhadap kondisi lingkungan tanpa mengubah susunan genetiknya,” jelas Shipilina.
Misalnya, di musim panas, kupu -kupu di Swedia mungkin diminta untuk bermigrasi jarak jauh ke selatan melintasi Sahara karena pergeseran cepat dalam panjang hari atau isyarat musiman lainnya. Sebaliknya, kupu-kupu di Prancis selatan, di mana hari-hari lebih lama, mungkin tidak menghadapi isyarat migrasi dan karenanya hanya melakukan perjalanan jarak pendek, tetap di daerah Mediterania.
Dibandingkan dengan kupu-kupu lainnya, seperti raja yang dipelajari dengan baik, masih banyak yang belum diketahui tentang migrasi wanita yang dicat. Apakah pola yang diamati berlaku untuk distribusi geografis yang luas dari wanita yang dicat? Apakah fenomena ini unik untuk kupu -kupu, atau dapatkah itu diamati pada serangga lain juga? Daria Shipilina dan rekan-rekannya bertekad untuk menutup kertas kesenjangan pengetahuan ini sekaligus.
Penasaran tentang wanita yang dicat? Anda bisa menjadi ilmuwan warga kupu -kupu juga, tanpa diperlukan jaring. Kontribusi Anda akan membantu para ilmuwan mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang migrasi luar biasa ini.
Publikasi:
Ms Reich, D. Shipilina, V. Talla, F. Bahleman, K. Kébé, JL Berger, N. Backström, G. Talavera, CP Bataille. 2025. Geolokasi isotop dan genomik populasi di vanessa cardui: migran jarak jauh pendek dan tidak berbeda secara genetik.PNAS Nexus. Doi: 10.1093/pnasnexus/pgae586
Daria Shipilina didukung oleh Program Persekutuan Postdoctorat Thunberg dari Swedia Collegium untuk Sains Lanjutan (Knut dan Alice Wallenberg Foundation).
Untuk lebih memahami proses mendasar, misalnya, di bidang ilmu saraf, imunologi, atau genetika, penggunaan hewan dalam penelitian sangat diperlukan. Tidak ada metode lain, seperti dalam model silico, yang dapat berfungsi sebagai alternatif. Hewan -hewan dibesarkan, disimpan, dan diperlakukan sesuai dengan peraturan ketat dari masing -masing negara, penelitian ini dilakukan.
