A global phylogeny of butterflies reveals their evolutionary history, ancestral hosts and biogeographic origins
Akito Kawahara
(1)
,
Caroline Storer
(1)
,
Ana Paula S Carvalho
(1)
,
David Plotkin
(1)
,
Fabien Condamine
(2)
,
Mariana Braga
(3, 4)
,
Emily Ellis
(1)
,
Ryan St Laurent
(1, 5)
,
Xuankun Li
(1, 6)
,
Vijay Barve
(1)
,
Liming Cai
,
Chandra Earl
(7)
,
Paul Frandsen
,
Hannah Owens
,
Wendy Valencia-Montoya
,
Kwaku Aduse-Poku
(8)
,
Emmanuel Toussaint
(9)
,
Kelly Dexter
,
Tenzing Doleck
,
Amanda Markee
,
Rebeccah Messcher
,
Y-Lan Nguyen
,
Jade Aster T Badon
,
Hugo Benítez
,
Michael Braby
,
Perry Buenavente
,
Wei-Ping Chan
,
Steve Collins
,
Richard Rabideau Childers
,
Even Dankowicz
,
Rod Eastwood
,
Zdenek Fric
,
Riley Gott
,
Jason Hall
,
Winnie Hallwachs
,
Nate Hardy
,
Rachel Sipe
,
Alan Heath
,
Jomar Hinolan
,
Nicholas Homziak
,
Yu-Feng Hsu
,
Yutaka Inayoshi
,
Micael Itliong
,
Daniel Janzen
,
Ian Kitching
,
Krushnamegh Kunte
,
Gerardo Lamas
,
Michael Landis
,
Elise Larsen
,
Torben Larsen
,
Jing Leong
,
Vladimir Lukhtanov
,
Crystal Maier
,
Jose Martinez
,
Dino Martins
,
Kiyoshi Maruyama
,
Sarah Maunsell
,
Nicolás Oliveira Mega
,
Alexander Monastyrskii
,
Ana Morais
,
Chris Müller
,
Mark Arcebal K Naive
,
Gregory Nielsen
,
Pablo Sebastián Padrón
,
Djunijanti Peggie
,
Helena Piccoli Romanowski
,
Szabolcs Sáfián
,
Motoki Saito
,
Stefan Schröder
,
Vaughn Shirey
,
Doug Soltis
,
Pamela Soltis
,
Andrei Sourakov
,
Gerard Talavera
,
Roger Vila
,
Petr Vlasanek
,
Houshuai Wang
,
Andrew Warren
,
Keith Willmott
,
Masaya Yago
,
Walter Jetz
,
Marta Jarzyna
,
Jesse Breinholt
,
Marianne Espeland
,
Leslie Ries
,
Robert Guralnick
,
Naomi Pierce
,
David Lohman
,
Ana Paula S. Carvalho
,
Jade Aster T. Badon
,
Mark Arcebal K. Naive
1
Florida Museum of Natural History [Gainesville]
2 UMR ISEM - Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier
3 SLU - Swedish University of Agricultural Sciences = Sveriges lantbruksuniversitet
4 Central Washington University
5 Smithsonian Institution
6 U of M - University of Memphis
7 UF - University of Florida [Gainesville]
8 CAM - University of Cambridge [UK]
9 Natural History Museum [Geneva]
2 UMR ISEM - Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier
3 SLU - Swedish University of Agricultural Sciences = Sveriges lantbruksuniversitet
4 Central Washington University
5 Smithsonian Institution
6 U of M - University of Memphis
7 UF - University of Florida [Gainesville]
8 CAM - University of Cambridge [UK]
9 Natural History Museum [Geneva]
Akito Kawahara
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1147496
- ORCID : 0000-0002-3724-4610
David Plotkin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300808
- ORCID : 0000-0002-2339-655X
Fabien Condamine
- Fonction : Auteur
- PersonId : 178248
- IdHAL : fabien-condamine
- ORCID : 0000-0003-1673-9910
- IdRef : 12871722X
Mariana Braga
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300809
- ORCID : 0000-0002-1253-2536
Liming Cai
- Fonction : Auteur
Paul Frandsen
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1167131
- ORCID : 0000-0002-4801-7579
Hannah Owens
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300810
- ORCID : 0000-0003-0071-1745
Wendy Valencia-Montoya
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300811
- ORCID : 0000-0001-9246-2330
Kelly Dexter
- Fonction : Auteur
Tenzing Doleck
- Fonction : Auteur
Amanda Markee
- Fonction : Auteur
Rebeccah Messcher
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300812
- ORCID : 0000-0001-5887-6636
Y-Lan Nguyen
- Fonction : Auteur
Jade Aster T Badon
- Fonction : Auteur
Hugo Benítez
- Fonction : Auteur
Michael Braby
- Fonction : Auteur
Perry Buenavente
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300813
- ORCID : 0000-0001-8353-6019
Wei-Ping Chan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300814
- ORCID : 0000-0002-7132-9191
Steve Collins
- Fonction : Auteur
Richard Rabideau Childers
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300815
- ORCID : 0000-0002-7137-3192
Even Dankowicz
- Fonction : Auteur
Rod Eastwood
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300816
- ORCID : 0000-0001-5311-0367
Zdenek Fric
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300817
- ORCID : 0000-0002-3611-8022
Riley Gott
- Fonction : Auteur
Jason Hall
- Fonction : Auteur
Winnie Hallwachs
- Fonction : Auteur
Nate Hardy
- Fonction : Auteur
Rachel Sipe
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300818
- ORCID : 0000-0002-2225-1084
Alan Heath
- Fonction : Auteur
Jomar Hinolan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300819
- ORCID : 0000-0002-4446-3803
Nicholas Homziak
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300820
- ORCID : 0000-0002-8855-1303
Yu-Feng Hsu
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300821
- ORCID : 0000-0003-2091-7775
Yutaka Inayoshi
- Fonction : Auteur
Micael Itliong
- Fonction : Auteur
Daniel Janzen
- Fonction : Auteur
Ian Kitching
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1147495
- ORCID : 0000-0003-4738-5967
Krushnamegh Kunte
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300822
- ORCID : 0000-0002-3860-6118
Gerardo Lamas
- Fonction : Auteur
Michael Landis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300823
- ORCID : 0000-0002-8672-6966
Elise Larsen
- Fonction : Auteur
Torben Larsen
- Fonction : Auteur
Jing Leong
- Fonction : Auteur
Vladimir Lukhtanov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300824
- ORCID : 0000-0003-2856-2075
Crystal Maier
- Fonction : Auteur
Jose Martinez
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300825
- ORCID : 0000-0003-4368-2729
Dino Martins
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300760
- ORCID : 0000-0003-1581-1642
Kiyoshi Maruyama
- Fonction : Auteur
Sarah Maunsell
- Fonction : Auteur
Nicolás Oliveira Mega
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300826
- ORCID : 0000-0002-9200-1558
Alexander Monastyrskii
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300827
- ORCID : 0000-0001-7645-2458
Ana Morais
- Fonction : Auteur
Chris Müller
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300828
- ORCID : 0000-0003-4444-8336
Mark Arcebal K Naive
- Fonction : Auteur
Gregory Nielsen
- Fonction : Auteur
Pablo Sebastián Padrón
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1274640
- ORCID : 0000-0001-9104-1657
Djunijanti Peggie
- Fonction : Auteur
Helena Piccoli Romanowski
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300829
- ORCID : 0000-0001-8342-4607
Szabolcs Sáfián
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300830
- ORCID : 0000-0002-0614-4203
Motoki Saito
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300831
- ORCID : 0000-0002-0986-5743
Stefan Schröder
- Fonction : Auteur
Vaughn Shirey
- Fonction : Auteur
Doug Soltis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1273731
- ORCID : 0000-0001-8638-4137
Pamela Soltis
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1273730
- ORCID : 0000-0001-9310-8659
Andrei Sourakov
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300832
- ORCID : 0000-0002-7835-7232
Gerard Talavera
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300759
- ORCID : 0000-0003-1112-1345
Roger Vila
- Fonction : Auteur
- PersonId : 800856
- ORCID : 0000-0002-2447-4388
Petr Vlasanek
- Fonction : Auteur
Houshuai Wang
- Fonction : Auteur
Andrew Warren
- Fonction : Auteur
Keith Willmott
- Fonction : Auteur
- PersonId : 791545
- ORCID : 0000-0002-9228-0219
- IdRef : 083056610
Masaya Yago
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300833
- ORCID : 0000-0002-2168-9009
Walter Jetz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 177187
- IdHAL : helene-morlon
- ORCID : 0000-0002-3195-7521
- IdRef : 085927309
Marta Jarzyna
- Fonction : Auteur
- PersonId : 798163
- ORCID : 0000-0002-6734-0566
Jesse Breinholt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300834
- ORCID : 0000-0002-3867-2430
Marianne Espeland
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1292200
- ORCID : 0000-0002-6800-4783
Leslie Ries
- Fonction : Auteur
Robert Guralnick
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300835
- ORCID : 0000-0001-6682-1504
Naomi Pierce
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1300762
- ORCID : 0000-0003-3366-1625
David Lohman
- Fonction : Auteur
- PersonId : 810039
- ORCID : 0000-0002-0689-2906
Ana Paula S. Carvalho
- Fonction : Auteur
Jade Aster T. Badon
- Fonction : Auteur
Mark Arcebal K. Naive
- Fonction : Auteur
Résumé
Butterflies are a diverse and charismatic insect group that are thought to have evolved with plants and dispersed throughout the world in response to key geological events. However, these hypotheses have not been extensively tested because a comprehensive phylogenetic framework and datasets for butterfly larval hosts and global distributions are lacking. We sequenced 391 genes from nearly 2,300 butterfly species, sampled from 90 countries and 28 specimen collections, to reconstruct a new phylogenomic tree of butterflies representing 92% of all genera. Our phylogeny has strong support for nearly all nodes and demonstrates that at least 36 butterfly tribes require reclassification. Divergence time analyses imply an origin ~100 million years ago for butterflies and indicate that all but one family were present before the K/Pg extinction event. We aggregated larval host datasets and global distribution records and found that butterflies are likely to have first fed on Fabaceae and originated in what is now the Americas. Soon after the Cretaceous Thermal Maximum, butterflies crossed Beringia and diversified in the Palaeotropics. Our results also reveal that most butterfly species are specialists that feed on only one larval host plant family. However, generalist butterflies that consume two or more plant families usually feed on closely related plants.
Domaines
Sciences de l'environnement
Origine : Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte
Licence : CC BY - Paternité
Licence : CC BY - Paternité