Dr Suchan jest współautorem niedawnego odkrycia najdłuższego udokumentowanego przelotu motyli (10.1038/s41467-024-49079-2). W rozmowie z PAP opowiedział, jak za pomocą nowoczesnych technologii, w tym opracowanej przez niego metody sekwencjonowania pyłku roślin, można śledzić losy tych owadów oraz dowiadywać się na ich temat zupełnie nowych rzeczy.

"Wyliczyliśmy, że nie wykorzystując wiatru, czyli siłą własnych skrzydeł, motyle są w stanie bez jedzenia przelecieć około 780 km. Natomiast wspomagając się prądami powietrznymi nawet kilka tysięcy kilometrów, pokonując Atlantyk. Taki lot wykonują na raz, w ciągu 5-8 dni" - wyjaśnił specjalista z Instytut Botaniki im. Władysława Szafera PAN.

Niedanowo opublikowane w „Nature Communications” badanie, którego był pierwszym autorem, a w którym współpracował z naukowcami z Hiszpanii, Kanady i USA, dotyczyło migracji popularnego w naszym kraju, ale też większości regionów świata, gatunku, jakim jest rusałka ostenik. Ten kosmopolityczny motyl występuje w Ameryce Północnej, Afryce, Europie i Azji, ale w Ameryce Południowej - nie. „Zdarzają się tam jego pojedyncze obserwacje, ale wiadomo na pewno, że nie ma na tym kontynencie stałych populacji, które by się rozmnażały” - wyjaśnił dr Suchan.

DOWÓD PIERWSZY: SEKWENCJONOWANIE PYŁKU ROŚLIN

Cała historia zaczęła się, gdy w 2013 r. hiszpańskiemu biologowi dr Gerardowi Talavera udało się odłowić kilka okazów rusałki na plaży w Gujanie Francuskiej (północno-wschodnia część Ameryki Płd.). Wiedząc, że nie jest to zwyczajowe miejsce ich bytowania, postanowił sprawdzić, skąd pochodzą. W tym celu wysłał je do Krakowa, do laboratorium dr. Suchana.

„Nasz zespół opracowywał wtedy metodę sekwencjonowania pyłku roślin zebranych z motyli. Zakładaliśmy, że gdyby nam się to udało, byłoby to dobre narzędzie do śledzenia migracji owadów. Wygląda to tak, że motyle zatrzymują się w różnych miejscach, aby się pożywiać, a kiedy spijają nektar z kwiatów, na ich ciele osadza się pyłek roślin. Badając skład gatunkowy pyłków możemy więc określić, gdzie żerowały owady” - opowiedział specjalista z Krakowa.

Dzięki zastosowaniu tej techniki, zwanej metabarkodingiem, okazało się, że zebrane w Gujanie motyle przybyły z Afryki. Wykryto na nich bowiem pyłek z tej lokalizacji.

"To był pierwszy sygnał, że odkryliśmy coś ciekawego; że być może te motyle przyleciały z Afryki do Ameryki Południowej” - powiedział rozmówca PAP.

DOWÓD DRUGI: ANALIZA WIATRÓW

Postanowiono to zweryfikować dalszymi analizami. „Po pierwsze sprawdziliśmy, jakie wiatry wiały wtedy w tym rejonie świata. I rzeczywiście okazało się, że w dniach poprzedzających schwytanie motyli występowały wiatry z Afryki, które mogły pomóc w dyspersji tych osobników” - wymienił badacz.

DOWÓD TRZECI: TESTY GENETYCZNE

„Wykonaliśmy też testy genetyczne. Zresztą to jedna z przyczyn, dla których te badania tak długo trwały. Bo, aby mieć do nich solidny materiał, trzeba było uzbierać okazy tego gatunku z całego świata. Mieliśmy osobniki z Ameryki Północnej - ze Stanów Zjednoczonych i z Meksyku, z całej Europy i dużej części Afryki” - dodał.

W toku badań okazało się, że motyle można było podzielić na dwie grupy genetyczne: europejsko-afrykańską oraz północnoamerykańską. Jak wyjaśnił dr Suchan, rusałka osetnik jest gatunkiem migrującym, dlatego między osobnikami schwytanymi w Europie oraz Afryce nie ma różnic genetycznych - jest to jedna populacja, która regularnie przemieszcza się między oboma kontynentami. Natomiast subtelne różnice występują pomiędzy motylami z Ameryki Północnej a populacją europejsko-afrykańską. „I okazało się, że okazy schwytane w Gujanie Francuskiej należą do tej drugiej grupy. Był to kolejny - trzeci już - dowód potwierdzający ich dyspersję przez Atlantyk” - podkreślił naukowiec.

DOWÓD CZWARTY: SKŁAD IZOTOPOWY SKRZYDEŁ

Dodatkowo autorzy badania postanowili zbadać skład izotopowy skrzydeł motyli. Jak wytłumaczył dr Suchan, odzwierciedla on miejsce, w którym owady przeszły rozwój, czyli to, gdzie żerowały larwy. Każdy rejon świata ma bowiem dość specyficzny skład izotopów, zależący m.in. od opadów, rodzaju gleby itp. Izotopy te wbudowują się w rosnące w danym regionie rośliny, a następnie w tkanki żerujących na nich gąsienic.

Naukowcy wykorzystali dwa izotopy wodoru, które pozwalają określić przybliżoną szerokość geograficzną, oraz izotopy strontu, które jeszcze precyzyjniej lokalizują poszukiwane miejsce. Ostatecznie ustalono, że skład izotopowy skrzydeł motyli jest charakterystyczny dla Europy oraz Afryki Północnej. Jednak, zdaniem badaczy, bliższy był on temu europejskiemu.

DŁUGODYSTANSOWCY

„Jeśli motyle te przybyły do Ameryki Płd. z Afryki, to ich lot przez Atlantyk liczył 4200 km. Ale my uważamy za wielce prawdopodobne, iż przybyły one z Europy Zachodniej, co by znaczyło że przeleciały aż 7 tys. km w ciągu jednego pokolenia” - podkreśla dr Suchan.

Specjalista kreśli możliwy scenariusz takiej wędrówki: najprawdopodobniej gąsienice rusałki osetnik rozwijały się w Europie Zachodniej i tam też uległy przepoczwarzeniu, a dorosłe osobniki przeleciały przez Morze Śródziemne, Saharę, zatrzymały się na wybrzeżu Afryki Środkowej, żywiąc tamtejszymi roślinami, po czym w okolicach Senegalu zostały porwane przez wiatr i wraz z nim doleciały do Gujany Francuskiej.

Pytany, dlaczego rusałka osetnik tylko przypadkowo zawędrowuje do Ameryki Płd. i nie zakłada tam stałych populacji, ekspert tłumaczy, że prawdopodobnie chodzi o nieodpowiednie warunki klimatyczne oraz brak roślin żywicielskich.

Oba te czynniki są zresztą tym, co powoduje, że rusałka osetnik to gatunek migrujący. "One w żadnym stadium rozwoju nie potrafią przezimować np. w Polsce, jak to czynią niektóre inne motyle. Ten gatunek nie ma stadium diapauzy, dlatego musi podążać za dostępnością roślin żywicielskich. W związku z tym wiosną migruje z Afryki do Europy, bo w porze suchej bardzo spada dostępność pokarmu, tu spędzają całe lato, a jesienią wracają: najpierw do Afryki Północnej, potem Środkowej. Mamy więc wiele pokoleń, z których każde rozwija się w innym miejscu” - powiedział dr Suchan.

NIEŁATWO ŚLEDZIĆ MOTYLE

Rozmówca PAP wytłumaczył, że wędrówki motyli to temat nadal bardzo słabo rozpoznany. Owadów nie da się śledzić tak łatwo, jak np. ptaków. „Ptakom możemy założyć obrączki, transmitery GPS, a w przypadku motyli zostają nam jedynie obserwacje ich pojawień się w różnych lokalizacjach” - powiedział.

Wiadomo, że motyle w czasie swoich wędrówek wykorzystują zarówno lot aktywny, jak i prądy powietrzne.

Długie migracje są jednak dla nich ogromnym obciążeniem: osobniki, które odnaleziono na Gujanie, były bardzo zniszczone. „Te, które obserwujemy w Polsce świeżo po przeobrażeniu, mają jaskrawe kolory i piękne skrzydła. Motyle z Afryki, czy tym bardziej Ameryki Płd., miały całkowicie starte łuski, były spłowiałe, a ich skrzydła miały liczne uszkodzenia” - powiedział badacz.

Opracowaną przez siebie metodę badania pyłku polscy naukowcy chcą rozwijać i wykorzystywać do śledzenia także innych kwestii związanych z migracją owadów. Jest ona doskonałym punktem wyjścia do wielu interdyscyplinarnych badań. (PAP)

Katarzyna Czechowicz

kap/ zan/ ktl/