Análisis comparativo del diseño alar en mariposas de la tribu Heliconiini

Abstract

Insect flight is considered highly efficient despite its substantial energetic costs and has been recognized as a key driver of diversification. Among insects, Lepidoptera are characterized by remarkable variation and complexity in wing morphology, as well as a relatively large wing area in relation to body size. Adult flight plays a crucial role in individual fitness by enabling locomotion, predator avoidance, and mate acquisition. Understanding the selective pressures that shape wing design at a macroevolutionary scale, it is necessary to account for the fact that species are not phylogenetically independent due to their shared evolutionary history. Comparative phylogenetic methods provide an appropriate framework for addressing this issue. The tribe Heliconiini (Nymphalidae) provides an excellent model of study because its species exhibit complex courtship and reproductive strategies, as well as sex-specific flight behaviors associated with variation in wing morphology. Furthermore, Heliconiini butterflies are among the most extensively studied Neotropical taxa in evolutionary biology, making them well suited for testing hypotheses regarding the role of sexual selection in shaping wing morphology. In this study, comparative phylogenetic analyses were used to evaluate whether wing morphology in Heliconiini butterflies is associated with sexual selection pressures or primarily reflects shared ancestry. Specifically, we assessed whether variation in wing design represents adaptive responses that enhance flight performance during courtship through aerodynamic and functional optimization. Our results indicate that interspecific variation in wing morphology appears to have important functional consequences for flight performance in Heliconiini butterflies.

El vuelo de los insectos es considerado altamente eficiente a pesar del costo energético que conlleva, siendo considerado como un agente de diversificación. De manera particular, los lepidópteros son el grupo de insectos que se caracteriza por poseer una gran complejidad y variación fenotípica alar y mayor proporción de área alar respecto a su tamaño. El vuelo de los lepidópteros en su etapa adulta es un componente relevante en la adecuación de los individuos, ya que lleva a cabo actividades fundamentales relacionadas con la locomoción, evasión contra depredadores y obtención de apareamientos. Para entender el efecto de las presiones selectivas que moldean la evolución del diseño alar a una escala macroevolutiva es necesario considerar que las especies no son filogenéticamente independientes debido a una historia evolutiva compartida, para lo cual existen los métodos filogenéticos comparativos. En este sentido, la tribu Heliconiini (Nymphalidae: Heliconidae) es un gran modelo de estudio ya que presentan cortejos y estrategias reproductivas complejas, así como comportamientos de vuelo específicos de cada sexo asociados con una variación morfológica de las alas, además, es uno de los grupos de mariposas neotropicales ampliamente estudiados en biología evolutiva, lo que permite poner a prueba agentes de selección sexual y su influencia en la morfología alar. El presente estudio evaluó mediante el uso de análisis filogenéticos comparativos si la morfología alar está asociada a presiones de selección sexual o es resultado de su ancestría común. De manera particular, se buscó determinar si la variación de la forma alar refleja potenciales respuestas adaptativas que mejoran el desempeño del vuelo en términos aerodinámicos y funcionales en su conducta de cortejo. Los resultados de la investigación indican que la respuesta morfológica alar de las especies refleja consecuencias funcionales en el desempeño del vuelo en mariposas de la tribu Heliconiini.