Aquest patró, descobert a la papallona dels cards (Vanessa cardui), no s’havia documentat mai en insectes
La papallona Vanessa cardui ha estat la protagonista del descobriment (Foto: Gerard Talavera)
Un equip internacional liderat per l’Institut Botànic de Barcelona (IBB, CSIC-CMCNB), amb la participació de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE, CSIC-UPF) i col·laboradors d’Àfrica, Europa i els Estats Units, ha descobert que la papallona migradora dels cards (Vanessa cardui) realitza migracions oposades en cada hemisferi de la Terra. Mentre les poblacions de l’hemisferi nord volen cap al sud durant la tardor boreal, les de l’hemisferi sud es desplacen en direcció contrària durant la tardor austral, seguint les seves pròpies estacions.
Aquest patró, fins ara desconegut en insectes, té una base genètica associada a una inversió cromosòmica, tal com descriu l’estudi publicat a la revista Nature Communications.
La troballa constitueix el primer cas documentat de divisió migratòria en insectes, un fenomen ben conegut en aus però que fins ara no s’havia confirmat en aquests animals. En aquest tipus de divisió, poblacions d’una mateixa espècie desenvolupen estratègies migratòries diferents, la qual cosa pot conduir al seu aïllament i, eventualment, a la formació de noves espècies.
Dos hemisferis, dues migracions
En estudis anteriors, el mateix grup havia demostrat que Vanessa cardui protagonitza les migracions més llargues conegudes en papallones, en un circuit de fins a 15.000 quilòmetres entre Àfrica equatorial i Europa. Ara, l’equip ha identificat un nou circuit migratori a l’hemisferi sud d’Àfrica, completament independent del del nord.
Per fer-ho, el grup d’investigadors va recórrer el continent africà a la recerca de la papallona migradora dels cards i va analitzar l’ADN de més de 300 exemplars procedents de 38 països d’Àfrica i Europa. Les anàlisis genòmiques van revelar una inversió cromosòmica de 9 milions de bases en el cromosoma 8. Aquesta regió, diferent als individus de cada hemisferi, conté gens relacionats amb el comportament migratori.
“Observem que les poblacions del sud no travessen l’equador, sinó que segueixen un cicle propi adaptat a l’estacionalitat de l’hemisferi sud. La inversió cromosòmica conté un receptor del neurotransmissor GABA-B, implicat en l’orientació durant el vol. Els nostres resultats assenyalen una peça clau sobre la base genètica de la navegació”, explica Aurora García-Berro, investigadora de l’Institut Botànic de Barcelona (IBB, CSIC-CMCNB) i primera autora de l’estudi.
Aurora García-Berro, investigadora de l’Institut Botànic de Barcelona (IBB, CSIC-CMCNB) i primera autora de l’estudi. (Foto: Gerard Talavera)
L’equip proposa que aquesta inversió cromosòmica modifica com les papallones interpreten els senyals ambientals. “Sabem, gràcies a la papallona monarca, que les papallones migratòries, i també altres insectes, s’orienten gràcies al camp magnètic i la posició del sol. La resposta a aquests paràmetres ha de ser oposada en els dos hemisferis. La nostra hipòtesi és que els patrons de moviment estan restringits dins de cada hemisferi gràcies a mecanismes d’orientació específicament adaptats”, assenyala Daria Shipilina, investigadora de la Universitat d’Uppsala (Suècia) i coautora del treball.
L’equador, una barrera evolutiva inesperada
Gerard Talavera, científic titular del CSIC a l’IBB i líder de l’estudi, explica com aquesta frontera invisible entre hemisferis podria actuar com una barrera evolutiva, limitant l’intercanvi genètic entre poblacions migratòries i afavorint la seva diversificació:
“A diferència del que passa en les aus, la divisió que trobem és latitudinal. L’equador podria actuar de barrera per a la migració d’altres insectes i fins i tot d’altres animals migradors. Això podria explicar per què existeixen espècies germanes que viuen en hemisferis oposats. La divisió migratòria que hem descobert podria ser un motor evolutiu fins ara inadvertit”.
El valor ecològic de les migracions
Les migracions d’insectes tenen una enorme rellevància ecològica a nivell global. Com a pol·linitzadors, connecten ecosistemes separats per milers de quilòmetres, fins i tot entre continents; serveixen d’aliment per a altres espècies, poden convertir-se en plagues agrícoles o forestals i, en alguns casos, actuar com a vectors de paràsits. Comprendre com aquests insectes interpreten els senyals ambientals i orienten les seves migracions ajuda a desentranyar la base genètica de comportaments complexos i a entendre millor el paper ecològic dels insectes migratoris.
L’estudi també destaca la importància d’analitzar patrons i processos biològics a escala global, especialment a l’hemisferi sud, encara poc representat en els estudis de biodiversitat. A aquest efecte, l’equip de recerca de l’Institut Botànic de Barcelona (IBB, CSIC-CMCNB) continua investigant els genomes d’altres espècies migratòries distribuïdes des del sud d’Àfrica fins a Europa.
L’estudi ha estat publicat a la revista Nature Communications i està disponible a:
García-Berro A, Shipilina D, Backström N, Suchan T, Palahí A, Collins S, Martins D, Pierce N, Vila R & Talavera G (2025).
A north-south hemispheric migratory divide in the butterfly Vanessa cardui.
Nature Communications.