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Zoología

Colores al viento

Genes y fósiles revelan el origen de la diversidad de mariposas sudamericanas

ANDRÉ FREITAS/UNICAMPAgrias claudinaANDRÉ FREITAS/UNICAMP

Un dinosaurio adornado con el rojo y el azul de una mariposa posada en su cabeza, como si fuese un lazo en el cabello de una niña, puede parecer una fantasía de un dibujante o de un director de una película ambientada en la Prehistoria. Pero es algo plausible, según el zoólogo André Freitas, de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp): las mariposas de la familia de los ninfálidos existían hace 90 millones de años.

En colaboración con colegas de Finlandia, Suecia y Estados Unidos, Freitas demostró en Proceedings of the Royal Society B que los ninfálidos formaban parte del paisaje cuando los dinosaurios cazaban otros animales y comían hojas de una variedad bastante razonable de plantas. Además de integrar el menú de los vegetarianos, es probable que la diversidad vegetal también estuviese relacionada con las innumerables formas y colores de mariposas que revolteaban de una flor a otra, tal como sugiere el investigador de la Unicamp. Pero tanto las plantas como los animales (incluidas las mariposas) se vieron afectados por la caída de un asteroide hace 65 millones de años en donde actualmente es México. De acuerdo con esta teoría, que es la que cuenta con mayor aceptación con respecto a la desaparición de los dinosaurios, las consecuencias del impacto fueron violentas y ocasionaron una avasalladora oleada de extinciones, y dejaron rastros en los fósiles y en los genes de las mariposas actuales.

“En la época de las extinciones, la frontera entre el Cretáceo y el Terciario, solamente sobraron unas 10 especies de Nymphalidae”, comenta Freitas, quien demuestra en dos figuras del artículo la importancia del descubrimiento: cada una de estas especies sobrevivientes dio origen a una rama que después se diversificó. Por lo tanto, no por casualidad hoy en día los ninfálidos se dividen en 12 subfamilias. Una vez pasado el período en que el mundo quedó inhóspito para buena parte de los seres vivos, las especies que habían resistido se diversificaron en forma explosiva y dieron origen al grupo más diverso entre las mariposas, que hoy abarca más 6 mil especies de los más diferentes matices y tamaños. Pueden por ejemplo tener manchas o rayas rojas o azules, y a veces algunas de las manchas parecen unos enormes ojos.

Además de saber cuándo surgieron estas mariposas, el zoólogo también quiere saber de qué región del planeta vinieron y qué condiciones ambientales fueron las responsables de la diversidad de colores que flota por los aires tropicales. Es capaz de pasarse horas sobre una lupa examinando todos los detalles de una mariposa: sus medidas, sus colores y la disposición de venas en las alas. El análisis amplio de la familia consideró 235 de estas características morfológicas y 10 tramos del ADN, además de la planta hospedadora característica de cada subfamilia, e indica que, efectivamente, los ninfálidos surgieron en los trópicos. Para ayudar a determinar cuándo existió cada especie, el equipo internacional empleó raros fósiles de mariposas, una decena de ellos, con edades estimadas mediante métodos geológicos. Esta datación complementó los métodos moleculares para suministrar una escala de tiempo al árbol genealógico de los ninfálidos.

Pero para hacerse una idea más precisa acerca de cómo y cuándo surgió la riqueza actual de especies, es necesario ver caso por caso. Y eso es lo que ha hecho Freitas, en colaboración con Karina Silva-Brandão, actualmente investigadora de Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, la Esalq, de la Universidad de São Paulo (USP). Un ejemplo de ello son las mariposas de alas transparentes de la subfamilia Ithomiinae, que Freitas y Karina estudiaron en asociación con la francesa Marianne Elias, a la época en la Universidad de Edimburgo, Reino Unido. El grupo verificó en un trabajo publicado en 2009 en Molecular Ecology que esas mariposas ya vivían donde ahora son los Andes cuando la región aún no era montañosa, hace más de 15 millones de años. A medida que los movimientos de la corteza terrestre fueron formando montañas en lo que actualmente es el oeste de Sudamérica, la cordillera creció y nuevos ambientes surgieron, aislados por picos y valles. Esa situación ideal para el surgimiento de especies fue precisamente lo que permitió la diversificación de las itominas. Los datos genéticos muestran también que desde hace 4 millones de años, quizá porque todos los ambientes propicios ya estuvieran ocupados, la cantidad de especies se estabilizó.

ANDRÉ FREITAS/UNICAMPLos dos lados de Diaethria clymenaANDRÉ FREITAS/UNICAMP

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Algunas de estas especies dieron origen a nuevos linajes en el norte de la Amazonia y en el Bosque Atlántico, en regiones en las cuales era atractiva la diversidad vegetal, sobre todo de plantas de la familia de las solanáceas, que incluye a los tomates y a las papas. Mediante análisis de los árboles filogenéticos, Freitas ya había demostrado algunos años antes la importancia de la planta hospedadora en la diversificación de las itominas. Las orugas de mariposas no son seres de una voracidad indiscriminada: transportadas a una planta distinta que la habitual, muchas de ellas no reconocen su superficie como alimento y mueren de hambre, aun cuando estén rodeadas de hojas.

Los ancestros de las itominas comían hojas de apocináceas, la familia de las allamandas, muy comunes en los jardines con sus flores amarillas o rosas. El tallo y las hojas de estas plantas, cuando se quiebran, vierten una sustancia lechosa que es tóxica para muchos animales. Las orugas de mariposas que se alimentan de apocináceas sacan provecho de esto: secuestran sustancias alcaloides y adquieren un sabor desagradable que disuade a los predadores. Es un recurso conveniente, pero las apocináceas son insuficientes para alimentar a una cantidad muy grande de especies. Ante tal limitación, nuevas especies solamente tendrían éxito si lograsen hallar otras fuentes de alimento. “Las solanáceas eran un recurso abundante y sin competidores, por eso el acceso a ellas fue lo que hizo posible la diversificación de las itominas”, comenta Freitas.

Otra subfamilia de los ninfálidos que se propagó a partir de los Andes fue Acraeini, de acuerdo con un artículo que Freitas y Karina publicaron en 2008 en Molecular Phylogenetics and Evolution. Sus hábitos alimentarios parecen estar íntimamente unidos a esta diversificación que se originó en mariposas africanas especializadas en alimentarse durante la fase de oruga de las hojas espinosas y llenas de toxinas de las ortigas. Los investigadores creen que la misma capacidad de adaptarse a las ortigas hizo posible el surgimiento de descendientes con predilección por la familia de los girasoles y las margaritas, también ricas en compuestos químicos tóxicos. Estas devoradoras de margaritas también existen en América del Sur, lo que indica que la subfamilia llegó a este continente partiendo de las establecidas en el Viejo Mundo.

Pero la historia no termina por allí. Más recientemente, Freitas y Karina se dieron cuenta, como sostienen en un trabajo que aún no ha salido publicado, que el grupo de las Acraeini surgió en África hace más o menos 30 millones de años. Pero si en esa época el continente africano y el americano ya estaban separados, ¿cómo pasaron las mariposas de uno al otro? “Creemos que puede haberlo hecho por la Antártida”, comenta Freitas. En aquel período, el continente polar meridional aún no estaba congelado y tenía una rica vegetación. Hace sólo entre 23 millones y 28 millones de años que la Antártida se separó de los otros continentes y pasó a estar circundada por las corrientes oceánicas que ocasionaron su congelamiento, pero en esa época las Acraeini ya habían llegado al Nuevo Mundo. Además de lo que revelan los análisis genéticos, el investigador de la Unicamp apunta un indicio más de que la teoría está en lo cierto: en América del Sur las mariposas de este grupo viven en áreas frías, como la cordillera de los Andes y las zonas más altas de Serra do Mar, en dominios del Bosque Atlántico. Muy diferente que las especies africanas, especializadas en selvas tropicales y sabanas. “Solamente llegaron acá las que resistieron al frío.”

Viajes
Debido a los fuertes indicios de una cuna africana para algunos ninfálidos, hasta hace poco tiempo se creía que la subfamilia Biblidinae, que tiene alrededor de 20 especies en África y en Asia y más de 90 acá, había surgido allá y por algún motivo se había diversificado más de este lado del Océano Atlántico. “Pero no es eso lo que observamos”, cuestiona Freitas. Sus análisis indican que las biblidinae surgieron en Sudamérica y después –hace alrededor de 30 millones de años, y otra vez hace alrededor de 25 millones de años– invadieron África y generaron nuevos linajes. En esa época, la travesía por la Antártida ya no era posible, lo que deja un misterio en abierto. “Quizá el tránsito intercontinental sea más fácil de lo que se imaginaba”, reflexiona, imaginando que mariposas adultas pueden ser llevadas por los vientos o por jangadas naturales formadas por ramas, hojas, frutos u hoy en día por residuos. No es imposible que hagan esas largas travesías; al fin y al cabo, las mariposas tropicales pueden vivir hasta 10 meses.

Si una sola familia de mariposas tiene tantas historias para contar, es difícil imaginar lo que reserva la totalidad de las 127 familias de estos insectos voladores, donde se incluyen también las mariposas. Los paseos por jardines y selvas brasileñas constituyen una muestra de la inmensa variedad de colores esplendorosos, aún en gran medida inexplorados. Según Freitas, en Brasil pocos investigadores se dedican a entender cómo surgió tamaña diversidad. La posibilidad de admirar a estos insectos vestidos de fiesta se encuentra al alcance de cualquier persona. Una caminata por las sendas de Serra do Japi, una reserva de Bosque Atlántico ubicada cerca de la localidad de Jundiaí, interior paulista, puede causar ese deslumbramiento. Sobre todo durante los meses de marzo y abril.

El proyecto
Mariposas del Bosque Atlántico: la biogeografía y la sistemática como herramientas de conservación de la biodiversidad (nº 2004/05269-9); Modalidad Joven Investigador; Coordinador André Victor Lucci Freitas – Unicamp; Inversión R$ 164.736,14

Artículos científicos
WAHLBERG, N. et al. Nymphalid butterflies diversify near demise at the Cretaceous/Terciary boundaryProceedings of the Royal Society, B. v. 276, n. 1.677, p. 4.295-302. 22 dic. 2009.
ELIAS, M. et al. Out of the Andes: patterns of diversification in clearwing butterflies. Molecular Ecology. v. 18, n. 8, p. 1.716-29. abr. 2009.

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