Vor mehr als einem Jahrhundert flitzte ein bläulicher Schmetterling durch die Sanddünen des Sunset District in San Francisco und legte seine Eier an einer Pflanze namens Deerweed ab. Als die Entwicklung der Stadt die Dünen und das Wildkraut überholte, verschwanden auch die Schmetterlinge. Der letzte blaue Xerces-Schmetterling wurde 1941 von einem Entomologen aus Lobos Creek gesammelt, der später beklagte, dass er eines der letzten lebenden Mitglieder dieser Art getötet hatte.
Aber war dieser Schmetterling wirklich eine einzigartige Spezies?
Wissenschaftler waren sich alle einig, dass das düstere Schicksal des Xerces blue – des ersten Schmetterlings, von dem bekannt ist, dass er in Nordamerika aufgrund menschlicher Aktivitäten ausgestorben ist – ein Verlust für die Artenvielfalt war. Sie waren sich jedoch uneinig, ob es sich bei Xerces um eine eigene Art, eine Unterart des weit verbreiteten silbrig-blauen Schmetterlings Glaucopsyche lygdamus oder sogar nur um eine isolierte Population von silbrig-blauen Schmetterlingen handelte.
Dies mag eine wissenschaftliche Spitzfindigkeit erscheinen, aber wenn Xerces blue nicht tatsächlich eine genetisch unterschiedliche Abstammungslinie wäre, wäre es technisch gesehen nicht wirklich ausgestorben.
Jetzt haben Forscher ein fast vollständiges mitochondriales Genom eines 93 Jahre alten Museumsexemplars sequenziert, was darauf hindeutet, dass das Xerces-Blau eine eigene Spezies war, die ihrer Meinung nach richtig Glaucopsyche xerces genannt werden könnte, laut einem am Mittwoch in Biology Letters veröffentlichten Papier .
„Es zeigt, wie wichtig es ist, nicht nur Exemplare zu sammeln, sondern sie auch zu schützen“, sagte Corrie Moreau, Direktorin und Kuratorin der Insektensammlung der Cornell University und Autorin des Papiers. „Wir können uns nicht vorstellen, wie sie in 100 Jahren genutzt werden.“
Durrell Kapan, ein leitender Forschungsstipendiat an der California Academy of Sciences, der nicht an der Forschung beteiligt war, sagte, er halte die neuen Ergebnisse für „anregend und sehr aufregend“, fügte jedoch hinzu, dass dieser Art von Forschung Grenzen gesetzt sein könnten, denn „was macht? zwei Organismen verschiedene Arten sind nicht immer direkt mit genetischen Informationen adressierbar.“
Dr. Kapan arbeitet mit Revive & Restore, einer gemeinnützigen Initiative zur Wiederherstellung ausgestorbener und gefährdeter Arten durch Gentechnik und Biotechnologie, an einem separaten genomischen Projekt zu Xerces blauen Schmetterlingen und nahen Verwandten.
Die Forscher begannen vor einigen Jahren mit der Arbeit an dem Projekt, als Dr. Moreau im Field Museum in Chicago war. Sie und Felix Grewe, jetzt Leiter der Phylogenomik-Initiative des Grainger Bioinformatics Center am Museum, durchsuchten die Museumsarchive von Xerces blauen Schmetterlingen, um das am wenigsten beschädigte Exemplar zu finden, das theoretisch die am besten erhaltene DNA produzieren würde.
»Sie zermahlen ein Stück eines ausgestorbenen Schmetterlings«, sagte Dr. Moreau. “Du hast nur eine Chance.”
Dr. Moreau entfernte ein Drittel des Abdomens des Schmetterlings, ein Körperteil voller Muskeln, Fett und anderem Gewebe, und sequenzierte es. Diese alte DNA zerfällt in kurze Fragmente. Historisch gesehen sequenzierten Forscher lange, ununterbrochene DNA-Abschnitte, indem sie sie zerhackten und wieder zusammensetzten. Aber eine neue Sequenzierungstechnologie ermöglicht es Forschern, mit bereits zerhackter, fragmentierter DNA zu arbeiten. „Wir lassen diesen Schritt einfach weg“, sagte Dr. Grewe.
Nach der Wiederherstellung ihrer Sequenzen untersuchten die Forscher öffentlich verfügbare Daten anderer verwandter Schmetterlingsexemplare.
Ihre mitochondrialen DNA-Sequenzen schienen nicht ähnlich zu sein. Sie schlugen vor, dass der Xerces-Blau eine eigene Art war und dass zwei andere Schmetterlinge, die traditionell als Unterarten des silbrig-blauen Schmetterlings angesehen werden – die Australis- und Pseudoxerces-Kladen – ebenfalls verschiedene Arten und die nächsten lebenden Verwandten des Xerces-Blau sein könnten.
Diese Ergebnisse sind überraschend, da diese beiden Schmetterlinge in Südkalifornien gefunden werden, weit entfernt von der ursprünglichen Heimat des Xerces blue auf der Halbinsel San Francisco.
Die Sequenzierung der neuen Veröffentlichung konzentrierte sich auf das CO1-Barcodierungsgen der Mitochondrien. Mitochondriale DNA ist eine ausgezeichnete Option für ältere Museumsexemplare, da eine einzelne Zelle viel mehr Kopien des mitochondrialen Genoms enthält als das Kerngenom, sagten die Forscher. Die mitochondriale DNA wird von der Mutter geerbt, während die nukleäre DNA von beiden Elternteilen geerbt wird.
Aber das CO1-Gen stellt eine “sehr kleine Probe des Genoms” dar, sagte Dr. Kapan und fügte hinzu, dass er nicht glaube, dass das neue Papier die Artendebatte definitiv beigelegt hat.
Von der California Academy of Sciences wollen Athena Lam, eine Genomforscherin, Dr. Kapan und andere beleuchten, wo Xerces auf der evolutionären Skala liegt, sagte Dr. Lam.
Diese Art von Genomstudien, sagte Dr. Kapan, könnten zeigen, wo Populationen überlebender Arten der Gattung Glaucopsyche zu finden sind, die sich für eine mögliche Wiederansiedlung in den Sanddünen von San Francisco gut eignen könnten. Laut dem neuen Papier wären Australis oder Pseudoxerces gute Kandidaten für eine Untersuchung, von denen letztere Flügel hat, die an den brillanten blauen Farbton von Xerces erinnern.
Dr. Moreau sagte, sie hoffe, dass die neue Studie ein Licht auf blaue Schmetterlinge werfen würde, die derzeit vom Aussterben bedroht sind, wie den El Segundo-Blau, der in Küstensanddünen in Südkalifornien lebt, und den Karner-Blau, der am häufigsten in Wisconsin vorkommt, wo Wildlupine wächst.
Und obwohl das Blau von Xerces schon lange nicht mehr existiert, wurde das Hirschkraut, das es einst brauchte, kürzlich in den Sanddünen im Presidio neu gepflanzt und wartet auf einen etwas vertrauten zukünftigen Schmetterling.