Farfalle monarca, due specie diverse ma geneticamente simili

Ogni anno, milioni di farfalle monarca migrano attraverso il Nord America orientale per volare da nord fino al confine tra Stati Uniti e Canada per svernare nel Messico centrale, coprendo fino a 3.000 miglia.

Nel frattempo, dall’altra parte delle Montagne Rocciose, i monarchi occidentali volano generalmente a 300 miglia giù per la costa del Pacifico per trascorrere l’inverno in California. Si credeva da tempo che i monarchi orientali e occidentali fossero popolazioni geneticamente distinte.

Farfalle monarca, i cambiamenti genetici sono simili

Un nuovo studio, tuttavia, conferma che mentre le farfalle orientale e occidentale volano in modo diverso, sono geneticamente uguali. La rivista Molecular Ecology ha pubblicato i risultati, guidati da biologi evoluzionisti dell’Università di Emory. “È stato sorprendente”, afferma Jaap de Roode, professore di biologia di Emory e autore senior dello studio. Il suo laboratorio è uno dei pochi al mondo che studia farfalle monarca.

L’attuale articolo si basa su precedenti lavori del laboratorio de Roode che hanno trovato somiglianze tra 11 marcatori genetici dei monarchi orientali e occidentali, nonché altri studi genetici più limitati e dati di osservazione e monitoraggio. “Questo è il primo confronto a livello genomico dei monarchi orientali e occidentali per cercare di capire meglio le loro differenze comportamentali”, afferma Venkat Talla, primo autore dello studio attuale.

Talla ha analizzato oltre 20 milioni di mutazioni del DNA in 43 genomi monarchi e non ha trovato prove per la differenziazione genomica tra monarchi orientali e occidentali. Invece, ha trovato identici livelli di diversità genetica. Sono probabilmente le differenze nei loro ambienti a modellare le differenze nei loro modelli di migrazione.

Le farfalle monarca sono così fragili e così leggere, eppure sono in grado di percorrere migliaia di miglia. Sono creature meravigliose e un ottimo sistema modello per comprendere comportamenti unici e innati. Sappiamo che la migrazione è radicata nel loro cablaggio genetico in qualche modo.

Dopo che i monarchi hanno lasciato i loro siti svernanti, volano a nord e depongono le uova. I bruchi si trasformano in farfalle e poi volano oltre, accoppiandosi e deponendo un’altra generazione di uova. Il processo si ripete per diverse generazioni fino a quando, man mano che i giorni si accorciano e le temperature si raffreddano, i monarchi emergono dalle loro crisalidi e iniziano a volare verso sud.

La differenza tra le ali

Questa generazione migratoria non consuma energia per l’allevamento o la deposizione delle uova, risparmiando tutto per il lungo viaggio. Precedenti lavori avevano identificato una propensione per i monarchi orientali e occidentali ad avere lievi differenze nelle forme delle ali. Per il presente documento, i ricercatori hanno voluto identificare eventuali variazioni nei loro stili di volo.

Pierce condusse prove di volo con le farfalle legandole a un mulino che limitava i loro schemi di volo a cerchi con una circonferenza di circa 25 piedi. Le prove sono state eseguite in un laboratorio in condizioni di luce e temperatura controllate che imitavano i siti di svernamento. I fiori artificiali erano disposti attorno alla circonferenza dei mulini di volo.

I risultati hanno mostrato che i monarchi orientali avrebbero scelto di volare per distanze più lunghe mentre i monarchi occidentali hanno volato per distanze più brevi ma con forti raffiche di velocità. L’analisi del genoma completo suggerisce che più di alcuni dei monarchi occidentali potrebbero fare il viaggio in Messico dove si mescolano con i monarchi orientali. E quando le farfalle partono dal Messico, alcune possono volare verso ovest anziché verso est.

I risultati potrebbero aiutare nella conservazione dei monarchi. A causa di una combinazione di perdita di habitat, cambiamenti climatici e mancanza di fiori di nettare, negli ultimi decenni il numero di monarchi sia orientali che occidentali è diminuito, con quelli occidentali che hanno mostrato la caduta più precipitosa.