Виды эволюционируют быстро и взрывными темпами, а затем – тысячелетия затишья

Фото из открытых источников

Процесс эволюции может быть слишком сложным, слишком медленным и слишком тонким, чтобы его можно было оценить с помощью ограниченного восприятия нас, людей, но новые исследования показывают, как искусственный интеллект может помочь выявить закономерности, которые нам трудно заметить. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Ecology & Evolution.

Теория предполагает, что организмы изменяются не постоянно, а импульсами и вспышками, за которыми следуют длительные периоды затишья. Эта закономерность — на которую часто намекают ископаемые находки, но которую не так легко доказать — объясняет, как множество новых видов с новыми особенностями появляется в относительно короткие сроки, прежде чем снова вернуться к своему обычному состоянию.

«Это действительно важно для эволюционной теории, потому что существует долгая история, насчитывающая 100 лет, которая предсказывает, что появление новых групп, называемых эволюционными радиациями, часто связано со взрывным всплеском диверсификации», — заявил Джейк Берв из Мичиганского университета. «Это может быть связано с появлением новых экологических возможностей, или же с тем, что группа расселилась на новый континент, что привело к резкому ускорению темпов их эволюции. Идея заключается в том, что со временем, по мере развития эволюции, возможностей становится меньше, и поэтому она замедляется».

Группа Берва опубликовала данные, полученные в результате более чем 170 000 измерений скелетов более чем 2000 видов воробьеобразных, которые составляют самый многочисленный отряд птиц и большинство всех видов птиц. 

Затем эта информация была введена в новую модель искусственного интеллекта, разработанную исследователями, которая могла точно измерять размеры десятка костей у разных образцов, что позволило им отслеживать изменения формы тела птиц на протяжении 45-миллионного периода их истории.

Анализ показал, что около 35 миллионов лет назад у птиц произошёл резкий всплеск эволюции формы тела. Время этого события не случайно. Этот период, известный как переход от эоцена к олигоцену, ознаменовался ключевым изменением климата, когда Земля быстро перешла из тёплого, свободного ото льда «парникового» мира в более холодное «ледниковое» состояние. 

В условиях глобальных потрясений открылись новые экологические ниши, и естественный отбор ускорился. Но в конце концов, его силы иссякли. 

Анализ показал, что около 15 миллионов лет назад наблюдалась серия эволюционных замедлений, совпавших с очередным периодом глобального похолодания, к тому времени большинство экологических ниш уже были заняты, опробованы и проверены.

«Наши выводы определенно изменили мое представление о том, как устроен мир», — сказал Брайан Уикс, также из Мичиганского университета. «Обнаруженная нами закономерность, характеризующаяся редкими, значительными увеличениями темпов эволюции и множеством небольших их уменьшений, полностью соответствует модели, в которой линии организмов исследуют новое экологическое пространство и быстро меняются, чтобы воспользоваться этой возможностью».

Быстрый анализ огромных массивов данных для выявления закономерностей, не сразу очевидных человеческому глазу, — это именно тот тип открытий, для которого ИИ идеально подходит (и, возможно, это гораздо лучшее его применение, чем создание произведений искусства или попытки общаться с другими людьми).