Badacze nauk biologicznych sugerują, że statystyczny „szum” powoduje widoczne przyspieszenie tempa ewolucji w krótkich skalach czasowych.
Od dziesięcioleci badacze zauważają, że tempo ewolucji zwykle przyspiesza w krótszych ramach czasowych, takich jak pięć milionów lat w porównaniu do pięćdziesięciu milionów lat. Ta ogólna tendencja wskazuje, że „młodsze” grupy organizmów, pod względem ewolucyjnym, wykazują między innymi wyższe wskaźniki specjacji, wymierania i ewolucji wielkości ciała, a także inne różnice w stosunku do starszych grup.
Wydaje się, że procesy ewolucyjne zachodzą w różnych skalach czasowych, co być może stwarza potrzebę stworzenia nowej teorii łączącej mikroewolucję i makroewolucję. Ważniejsze pytanie dręczy naukowców: dlaczego?
Istnieją wiarygodne wyjaśnienia. Nowy gatunek mogą zamieszkiwać nowy łańcuch wysp, umożliwiając większą różnorodność w miarę rozprzestrzeniania się w nowych niszach. Asteroida może uderzyć w Ziemię, zwiększając tempo wymierania. Być może gatunki ewoluują do „optymalnej” wartości cechy, a następnie do plateau.
Nowe wyjaśnienie: szum statystyczny
Artykuł opublikowany w Biologia obliczeniowa PLOS proponuje teraz zupełnie nowe wyjaśnienie zrozumienia tego wzorca ewolucyjnego: statystyczny „szum”. Artykuł napisali Brian C. O’Meara, profesor na Wydziale Ekologii i Biologii Ewolucyjnej Uniwersytetu Tennessee oraz Jeremy M. Beaulieu, profesor nadzwyczajny na Wydziale Nauk Biologicznych Uniwersytetu Arkansas.
Autorzy zauważają, że „stosując nowatorskie podejście statystyczne, odkryliśmy, że ten niezależny od czasu szum, często pomijany jako nieistotny, tworzy wprowadzający w błąd wzór hiperboliczny, sprawiając wrażenie, że tempo ewolucji wzrasta w krótszych ramach czasowych, podczas gdy w rzeczywistości tak się nie dzieje. nie. Innymi słowy, nasze odkrycia sugerują, że mniejsze, młodsze klady [groups with common ancestors] wydają się ewoluować szybciej nie ze względu na wewnętrzne właściwości, ale z powodu szumu statystycznego.”
Podważanie długo utrzymywanych założeń
Badanie łączy matematykę, statystykę i biologię, aby wykazać, że ten długo utrzymywany hiperboliczny wzór jest anomalią, ponieważ nie uwzględnia faktu, że wszystkie gatunki na Ziemi są definiowane w równym stopniu na podstawie swoich unikalnych cech, jak i istniejącej w nich zmienności. cechy.
W nauce panuje powszechna zasada, że najprostsze możliwe wyjaśnienie pasujące do danych jest zwykle właściwe. Ewolucja zachodząca w zupełnie innych skalach czasowych jest znacznie mniej prawdopodobna niż szum liczbowy.
Ostatecznie badanie podkreśla kluczowe znaczenie uwzględnienia nieodłącznych uprzedzeń i błędów w interpretacji wzorców różnorodności biologicznej zarówno w płytkiej, jak i głębokiej skali czasowej.
W niepublikowanym podsumowaniu swojej pracy autorzy zauważają, że „[o]Twoje wyniki mogą zostać odebrane jako niepokojące: wzór, który mógł zapoczątkować tysiące artykułów zawierających naprawdę interesujące hipotezy biologiczne, można wytłumaczyć jako artefakt.
„Jednak to właściwie jest postęp – wyjaśniliśmy powszechny wzór, który widzimy na świecie. Biologia jest bogata w tajemnice: znalezienie odpowiedzi na jedną pozwala nam przejść do następnej. Nadal istnieje wiele pytań dotyczących wskaźników biologicznych, ale obecny paradygmat wykreślania wskaźników w funkcji czasu prawdopodobnie powinien się skończyć”.
Odniesienie: „Hałas prowadzi do postrzeganego wzrostu tempa ewolucji w krótkich skalach czasowych”, Brian C. O’Meara i Jeremy M. Beaulieu, 13 września 2024 r., Biologia obliczeniowa PLOS.
DOI: 10.1371/journal.pcbi.1012458
