Fa uns 115 mil anys, el món es va cobrir de gel, tal i com ho venia fent de forma periòdica en els últims 2,6 milions d'anys. Els mars van retrocedir i la vegetació va desaparèixer a gran part d'Europa, per la qual cosa els seus habitants van haver de fugir cap a zones més càlides per sobreviure. Els animals que coneixem avui dia són els descendents d'aquells que ho van aconseguir i la història dels seus avantpassats continuava oculta als gens.

Ara, una investigació internacional publicada a Science Advances liderada per l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE), un centre mixte del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Pompeu Fabra (UPF), i que ha comptat amb la col·laboració de l'Institut Botànic de Barcelona (IBB, CSIC-CMCNB), ha identificat els refugis climàtics de les papallones durant l'Edat de Gel i les rutes que van seguir per recolonitzar el nord d'Europa.

Mitjançant l'anàlisi genètica més gran realitzada fins avui sobre un grup d'animals, l'equip ha descobert els obstacles geogràfics que aquests insectes van trobar en el desplaçament. La investigació també posa llum sobre com conservar la diversitat genètica en la situació de canvi climàtic actual.

L'ADN de les papallones europees revela els refugis climàtics dels seus avantpassats

Estudis anteriors havien situat el sud d'Europa com a refugi climàtic durant l'Era Glacial. Aquesta investigació il·lumina la història d'aquest viatge durant el quaternari amb l'anàlisi genètica més extensa realitzada en un grup animal fins ara.

Durant 17 anys, l'equip va recol·lectar exemplars de diverses poblacions de 494 espècies de papallones del centre i el nord d'Europa i va analitzar 31.000 seqüències d'ADN mitocondrial. L'anàlisi es va fer mitjançant tècniques de barcoding, que permeten la identificació d'espècies amb una porció mínima d'ADN.

L'anàlisi genètica i filogeogràfica va revelar que les papallones es van refugiar principalment a la Mediterrània durant l'Edat de Gel, assenyalant les penínsules, algunes illes i el Magrib com els seus refugis climàtics.

Les papallones de l'Edat de Gel es van trobar amb obstacles durant la migració

D'acord amb l'anàlisi genètica de les papallones actuals, la Mediterrània va suposar una barrera per desplaçar aquests insectes quan va acabar l'Edat de Gel. Tot i això, la investigació ha identificat el Magrib, al nord d'Àfrica, com el refugi climàtic més al sud.

"No esperàvem situar un refugi climàtic al Magrib perquè és a l'altra banda del Mediterrani. Possiblement, les papallones van viatjar fins allà per l'estret de Gibraltar i des de Sicília a Tunísia, però van quedar "atrapades" pel mar, que va augmentar el nivell amb el desglaç, i perquè les zones costaneres van passar a ser massa caloroses per a moltes espècies. Això explica que ara hi hagi una gran endimicitat al Magrib, una zona que requereix mesures de conservació urgents", explica Roger Vila, investigador principal del grup de Diversitat i evolució de les papallones de l'IBE que ha liderat l'estudi.

A més de la Mediterrània, l'estudi també identifica els Pirineus i la Vall de l'Ebre, a Espanya, entre les barreres més importants que els insectes van trobar durant la migració.

Reconstruïda la recolonització de les papallones a Europa durant l'Era Postglacial

Durant el desglaç les papallones van tornar a expandir-se per tot Europa, però el paisatge havia canviat. Segons estudis anteriors, els Alps van actuar com a barrera per a la recolonització d'altres grups d'animals, que van quedar atrapats a la península Itàlica. Tot i això, l'equip ha descobert que les papallones van poder franquejar els Alps per recolonitzar el nord d'Europa. De fet, Itàlia destaca com la regió més important de dispersió postglacial.

"Les muntanyes presenten un doble joc: a l'època glacial van ser una barrera perquè estaven congelades, però a les èpoques interglacials proporcionen un refugi amb prou humitat i sense temperatures estivals extremes. Avui dia, la màxima diversitat de papallones es troba en aquests ecosistemes", assenyala Mattia Menchetti, investigador postdoctoral de l'IBE i coautor de l'estudi.

La història de les papallones llança claus per a la seva conservació davant del canvi climàtic

Davant l'augment de temperatures a causa del canvi climàtic, les papallones necessiten espais naturals que els permetin descansar, alimentar-se i reproduir-se durant el desplaçament cap al nord d'Europa. Per això, l'estudi conclou que el manteniment i la protecció de grans corredors naturals que connectin el Mediterrani i les muntanyes del sud d'Europa amb el centre i el nord d'Europa, són clau per conservar-los.

"La fragmentació de l'hàbitat que ha produït l’ésser humà amb la construcció i l'agricultura intensiva és un greu problema fins i tot per a espècies que volen, com les papallones. La creació de grans corredors naturals, vies verdes per a animals, que connectin la Mediterrània amb Escandinàvia ajudaria a evitar la pèrdua de diversitat genètica pel canvi climàtic", comenta Mattia Menchetti.

A més, la tecnologia desenvolupada en aquest estudi podria facilitar el mapatge genètic d'animals i vegetals a tot el món, contribuint a preservar la biodiversitat global.

"Fins ara, els estudis reunien informació genètica sobre una mena de papallona i la relacionaven amb la seva situació geogràfica. El nou model utilitza filogeografia comparada per integrar tota la informació d’un grup animal divers en una regió i construir el mapa dels seus desplaçaments històrics, endimicitat i punts d’elevada varietat genètica d’una forma objectiva i precisa", afegeix Roger Vila.

Article referenciat:

Dapporto, L., Menchetti, M., Dincă, V., Talavera, G., Garcia-Berro, A., D'Ercole, J., Hebert, P. D. N., & Vila, R. (2024). The genetic legacy of the Quaternary ice ages for West Palearctic butterflies. Science Advances. DOI:10.1126/sciadv.adm8596