За допомогою інноваційних міждисциплінарних методів вчені вперше показали, що метелики реп’яхи здатні здійснювати трансатлантичні перельоти завдовжки понад 4200 кілометрів і досягати берегів Південної Америки.
Реп’яхи (Vanessa cardui) — одні з найвідоміших метеликів-мандрівниць. Живучи практично у всьому світі, зокрема у Росії, зазвичай не зустрічаються у Південній Америці. Проте саме там, на атлантичному узбережжі Французької Гвіани, зграйку цих метеликів помітив Жерар Талавера (Gerard Talavera), дослідник з Ботанічного інституту Барселони при Вищій раді з наукових досліджень Іспанії (CSIC).
Незвичайна зустріч поза традиційного ареалу реп’яхів заінтригувала вченого. Разом із колегами з Іспанії, Польщі, Канади та США він вирішив з’ясувати, звідки ці метелики взялися у Південній Америці. Дослідження опублікував журнал Nature Communications .
Автори роботи припустили, що у Французьку Гвіану реп’яхи прилетіли або з Північної Америки, де мешкають найближчі популяції, або з Африки, або з Європи. Проаналізувавши напрям вітрів у період, коли метеликів помітили на пляжі, вчені виявили стійкі повітряні потоки із Західної Африки, які могли сприяти трансатлантичному перельоту реп’яхів.
Наступним етапом стало генетичне дослідження кількох відловлених у Французькій Гвіані особин. Метеликів зберегли в конвертах з лакованого паперу для подальших аналізів. Секвенування їх геномів та порівняння з представницями інших популяцій показало, що генетично вони ближчі до африканських та європейських реп’яхів.
Таким чином фахівці виключили можливість північноамериканського походження та підкріпили версію про подорож через океан. На її користь говорило те, що спіймані в Південній Америці реп’яхи перед тим, як потрапити до рук вчених, сиділи з розкритими крилами на піску за кілька метрів від лінії води і виглядали пошарпаними.
Крім того, аналіз ДНК пилку з тіл метеликів дозволив виявити пилкові зерна двох видів рослин, які ростуть виключно у Тропічній Африці. Це доводило, що перед трансатлантичним перельотом реп’яхи збирали нектар із квітів саме в тому регіоні.
Нарешті, дослідники вивчили стабільні ізотопи водню та стронцію з крил реп’яхів. У крилах зберігаються ізотопні характеристики, унікальні для того місця, де метелики розвивалися на стадії личинки.
У всіх розглянутих особин виявили подібні сигнатури, що вказувало з їхньої загальне походження. За результатами аналізу вдалося встановити, що ймовірна батьківщина комах – країни Західної Європи, такі як Франція, Ірландія, Великобританія чи Португалія або Західна Африка.
«Ріп’яниці потрапили до Південної Америки із Західної Африки, пролетівши не менше 4200 кілометрів над Атлантикою. Але подорож могла бути ще довшою, якщо вони стартували в Європі та подолали три континенти. Таким чином, довжина їхньої міграції може досягати 7000 кілометрів або більше. Це видатне досягнення для такої маленької комахи», — заяв
Щоб оцінити, чи здатні метелики на подібний трансатлантичний переліт, вчені підрахували потенційні енерговитрати на подорож та її тривалість. Виявилося, безперервний політ через океан зайняв би від п’яти до восьми днів. Для реп’яха це можливо тільки за умови сприятливого попутного вітру. Без нього метелики могли б пролетіти щонайбільше 780 кілометрів, витративши на це всі свої жирові запаси, тобто енергію, уклали автори.
Зроблені дослідниками відкриття вказують на існування природних повітряних коридорів між континентами, які можуть сприяти поширенню видів у значно більших масштабах, ніж раніше. Крім того, для вивчення міграції комах вперше застосували поєднання молекулярних методів, включаючи ізотопну геолокацію та метабаркодування пилку.
Результати дослідження обнадіюють і застосовні до багатьох інших мігруючих видів. На думку авторів, такий комплексний підхід має фундаментально змінити уявлення про міграцію комах.