Una nuova linea temporale per gli insetti mostra che le creature si sono evolute per la prima volta 479 milioni di anni fa – prima di quanto precedentemente sospettato – e che la loro apparizione ha coinciso con le prime piante terrestri della Terra.
L’albero della vita degli insetti rivisto, chiamato anche filogenesi, sta aiutando gli scienziati a rispondere ad alcune delle domande di lunga data riguardanti l’origine di questi artropodi molto diversi e tremendamente importanti. Ma costruire la filogenesi non è stata una passeggiata. Gli insetti sono di gran lunga il gruppo di animali più ricco di specie sul pianeta, e i ricercatori coinvolti hanno dovuto utilizzare diversi supercomputer per elaborare tutti i loro dati genetici.
Bernard Misof del Museo Koenig di Bonn, Germania; Xin Zhou del BGI di Shenzen, Cina; e Karl Kjer della Rutgers University di New Brunswick, New Jersey; insieme a colleghi di tutto il mondo, hanno creato un progetto noto come 1KITE per farlo. I risultati del gruppo appaiono nel numero del 7 novembre di Science.
“Pochissimi programmi software potrebbero anche caricare i nostri dati senza andare in crash”, ha detto Kjer. “Gli insetti sono così abbondanti che, negli ecosistemi terrestri, consumano più in termini di biomassa che i vertebrati.”
“In realtà, gli insetti sono così dominanti che è difficile immaginare qualsiasi tipo di vita terrestre sulla Terra che non sia stata modellata da loro”, ha detto. “Sto cercando di pensarne uno… Forse i pinguini? Potrebbero non avere bisogno di insetti in Antartide, ma penso che tutto il resto lo faccia.”
I ricercatori hanno dovuto raccogliere campioni di DNA fresco da tutti i principali ordini di insetti che esistono oggi. Ma il team 1KITE è stato in grado di realizzare questa impresa in circa un anno, permettendo ai ricercatori di analizzare 1.478 diversi geni codificanti proteine da insetti – così come alcuni geni dai loro parenti stretti artropodi – e confrontare i loro dati al record fossile insetto.
“Questo ha funzionato solo perché abbiamo potuto contare su una rete di dilettanti e professionisti per raccogliere ogni specie filogeneticamente importante nel progetto”, ha detto Misof.
“Gli insetti hanno fatto praticamente tutto per primi. Sono stati i primi a formare società sociali, a coltivare e a cantare – praticamente tutto quello che si può immaginare.”
Karl Kjer
“Il rapido avvento della tecnologia di sequenziamento di nuova generazione e dell’informatica ci ha anche permesso di produrre enormi quantità di dati di sequenza che erano informativi per la costruzione filogenetica”, ha spiegato Zhou. “Questo non era possibile in passato, quando i geni dovevano essere amplificati e sequenziati uno per uno.”
La nuova linea temporale rivela che gli insetti hanno probabilmente avuto origine durante il primo periodo Ordoviciano, e che la loro comparsa ha coinciso con le prime piante terrestri della Terra. Così, i ricercatori suggeriscono che la diversificazione degli insetti ha giocato un ruolo significativo nel plasmare i primi ecosistemi terrestri del pianeta – e viceversa.
Il team 1KITE propone anche che il volo degli insetti è emerso circa 406 milioni di anni fa, quando gli ecosistemi terrestri sono diventati più complessi. Dicono che la radiazione delle piante da fiore fu accompagnata da un’esplosione di diversità tra gli insetti volanti, come api, vespe e farfalle.
“Le ali erano la chiave del successo degli insetti”, ha detto Kjer. “Hanno trasformato un ambiente bidimensionale in un ambiente tridimensionale.”
La linea temporale dei ricercatori mostra che la maggior parte delle specie di insetti moderni ha avuto origine circa 345 milioni di anni fa. Tra queste specie moderne, i pidocchi parassiti non si sono diversificati fino a quando gli ospiti aviari e mammiferi erano disponibili, una scoperta che contraddice la teoria che hanno avuto origine sui dinosauri piumati e non aviari.
La varietà di scarafaggi e termiti che vediamo oggi si è probabilmente evoluta sulla scia dell’estinzione di massa del Permiano, l’unica estinzione di massa conosciuta degli insetti, avvenuta circa 252 milioni di anni fa.
“Tuttavia, la vera diversità degli insetti non è arrivata fino all’Olometabola,” ha detto Kjer, riferendosi alla sottoclasse di insetti che subiscono una metamorfosi completa, tra cui farfalle e coleotteri. “Gli insetti olometaboli hanno fasi di vita molto distinte, con larve specializzate per nutrirsi e nascondersi e adulti specializzati per accoppiarsi e disperdersi, il che significa che possono progettare su misura le loro forme corporee per ciò di cui hanno bisogno quando ne hanno bisogno. “Sono stati i primi a formare società sociali, a coltivare e a cantare – praticamente tutto ciò che si può immaginare.”
.