Dirbtinis intelektas atrado nuostabius masinio biologinio Žemės išnykimo modelius

Turinys:

Dirbtinis intelektas atrado nuostabius masinio biologinio Žemės išnykimo modelius
Dirbtinis intelektas atrado nuostabius masinio biologinio Žemės išnykimo modelius
Anonim

Idėja, kad masinis išnykimas leidžia vystytis daugybei naujų rūšių, yra pagrindinė evoliucijos koncepcija, tačiau nauji tyrimai, naudojantys dirbtinį intelektą fosilijoms tirti, parodė, kad tai retai pasitaiko, ir turi būti kitas paaiškinimas, rašo mokslininkai naujame tyrime, paskelbtame 2006 m. Žurnalas „Eurekalert“.

Svarbus Charleso Darwino darbas „Rūšių kilmė“baigiamas puikiu jo evoliucijos teorijos apibendrinimu: „Šiuo požiūriu gyvybė su daugybe gebėjimų iš pradžių buvo įkvėpta kelių formų arba viena ir kad nors ši planeta juda cikliškai pagal nekintamasis gravitacijos dėsnis, nuo tokios paprastos pradžios, sukūrė ir tobulina begalines formas, gražiausias ir nuostabiausias “. Tiesą sakant, mokslininkai dabar žino, kad dauguma kada nors egzistavusių rūšių dabar yra išnykusios.

Apskritai, per visą Žemės istoriją rūšių išnykimas buvo maždaug subalansuotas atsiradus naujoms, su keliais dideliais laikinais disbalansais, kuriuos mokslininkai vadina masiniais išnykimais. Mokslininkai jau seniai tikėjo, kad masinis išnykimas sukuria produktyvius rūšių evoliucijos laikotarpius arba „spinduliuotę“, vadinamą „ kūrybinis sunaikinimas.

Naujas tyrimas, kurį atliko Tokijo technologijos instituto Žemės gyvosios gamtos instituto (ELSI) mokslininkai, ištyrė iškastinių rūšių atsiradimą naudojant mašininį mokymąsi ir nustatė, kad išmetimai ir išnykimai retai susiję, todėl tikėtina, kad masinis išnykimas retai gamina panašaus dydžio teršalus.

Kūrybinis sunaikinimas yra pagrindinė klasikinių evoliucijos sampratų dalis. Atrodo aišku, kad yra laikotarpių, kai daugelis rūšių staiga išnyksta ir staiga atsiranda daug naujų rūšių.

Tačiau išmetamųjų teršalų kiekis, panašus į masinį išnykimą, kuris šiame tyrime vadinamas masiniu išmetimu, buvo kur kas mažiau analizuojamas nei išnykimas. Šiame tyrime lyginamas ir išnykimo, ir spinduliuotės poveikis per tą laikotarpį, kuriuo yra prieinamos fosilijos, vadinamasis Phanerozoic eonas. Fanozozoika (iš graikų kalbos reiškia „aiškų gyvenimą“) yra paskutiniai ~ 550 milijonų metų iš viso ~ 4,5 milijardo metų Žemės istorijos ir yra svarbūs paleontologams: iki šio laikotarpio dauguma egzistuojančių organizmų buvo mikrobai, kurie negalėjo lengvai formuojant fosilijas, sunku atsekti ankstesnę evoliucijos istoriją.

Nauji tyrimai rodo, kad kūrybinis sunaikinimas nėra geras apibūdinimas, kaip rūšys atsirado ar išnyko Fanerozoic, ir rodo, kad daugelis ryškiausių evoliucinės spinduliuotės laikotarpių įvyko, kai gyvenimas išsiplėtė į naujas evoliucines ir ekologines erdves, pvz. sprogimas, gyvūnų įvairovė ir miškų biomų anglies plitimas. Ar tai tiesa ankstesniems ~ 3 milijardams metų, kai dominavo mikrobai, nežinoma, nes įrašytos informacijos apie tokią senovinę įvairovę trūkumas neleido atlikti panašios analizės.

Paleontologai nustatė keletą rimčiausių masinio išnykimo įvykių Fanerozojaus iškastinių medžiagų įraše. Tai daugiausia penki pagrindiniai masiniai išnykimai, pavyzdžiui, masinis išnykimas Permės pabaigoje, kai manoma, kad daugiau kaip 70% rūšių išnyko.

Biologai pasiūlė, kad dabar galime pradėti „šeštą masinio išnykimo“laikotarpį, kurį, jų manymu, daugiausia lemia žmogaus veikla, įskaitant medžioklę ir žemės naudojimo pokyčius, kuriuos sukelia žemės ūkio plėtra

Gerai žinomas ankstesnio „didžiojo penketo“masinio išnykimo pavyzdys yra kreidos ir tretinio amžiaus išnykimas (paprastai sutrumpintas kaip „KT“, vartojamas vokiečių rašybos kreida), kurį, atrodo, sukėlė meteoritas, atsitrenkęs į Žemę prieš ~ 65 mln.. kuris sunaikino dinozaurus.

Stebėdami fosilijas, mokslininkai padarė išvadą, kad masinis išnykimas lemia ypač produktyvių gyvybės formų atsiradimą … Pavyzdžiui, visuotinai pripažįstama, kad masinis dinozaurų išnykimas KT metu sukūrė atotrūkį, leidžiantį tokiems organizmams kaip žinduoliai, iš naujo apgyvendinti ir „spinduliuoti“, o tai leido vystytis visoms naujoms žinduolių rūšims, galiausiai padėjo pagrindą žmogaus atsiradimui.

Kitaip tariant, jei nebūtų įvykęs „kūrybinis sunaikinimas“, galbūt nebūtume aptarę šio klausimo.

Naujas tyrimas prasidėjo atsitiktiniu pokalbiu „Agora“- didelėje bendroje patalpoje, kurioje ELSI mokslininkai ir lankytojai dažnai pietauja ir turi naujų pokalbių. Du straipsnio autoriai, evoliucijos biologė Jennifer Hoyal Cuthill (šiuo metu Esekso universiteto JK mokslinė bendradarbė) ir fizikas / mašinų mokymosi ekspertas Nicholas Guttenberg (šiuo metu „Cross Labs“mokslinis bendradarbis, dirbantis bendradarbiaujant su „GoodAI“Čekijoje), yra darbo pradžioje, buvo ELSI postdoktorantai, aptarę, ar mašininį mokymąsi būtų galima panaudoti vizualizuojant ir suprantant fosilijas. Lankydamiesi ELSI, prieš pat COVID-19 pandemijai pradėjus riboti tarptautines keliones, jie siautulingai stengėsi išplėsti savo analizę, kad ištirtų išnykimo ir radiacijos įvykių ryšį. Šios diskusijos leido jiems susieti savo naujus duomenis su daugybe esamų idėjų apie masinį išnykimą ir radiaciją.

Jie greitai atrado, kad mašininio mokymosi nustatyti evoliuciniai modeliai iš esmės skiriasi nuo tradicinių interpretacijų

Komanda panaudojo naują mašininio mokymosi programą, norėdama ištirti laikiną rūšių atsiradimą Phanerozoic iškastinio įrašo metu, išnagrinėjusi daugiau nei milijoną įrašų didžiulėje beveik dviejų šimtų tūkstančių rūšių duomenų bazėje.

Tyrimo pagrindinis autorius dr. Hoyal Cathill sakė: „Kai kurie sudėtingiausi gyvenimo istorijos supratimo aspektai yra vien tik laiko skalės ir rūšių skaičius. Naujos mašininio mokymosi programos gali mums padėti, leisdamos mums vizualizuoti šią informaciją žmonėms suprantama forma. kalbėti, laikyti delnuose pusę milijardo metų evoliucijos ir gauti naujų žinių iš to, ką matome “.

Naudodamiesi savo objektyviais metodais, jie nustatė, kad paleontologų anksčiau nustatyti „didieji penki“masiniai išnykimai buvo priskiriami mašininiam mokymuisi dėl 5% reikšmingų sutrikimų, kai išnykimas buvo prieš radiaciją arba atvirkščiai, taip pat septyni papildomi masiniai išnykimai, du kartu masinis išnykimas - radiacija ir penkiolika masinių spindulių. Keista, kad priešingai nei ankstesniuose aprašymuose, kuriuose buvo pabrėžta radiacijos svarba po išnykimo, šis darbas parodė, kad palyginamiausia masinė spinduliuotė ir išnykimai tik retkarčiais sutapdavo laiku, paneigdami priežastinio ryšio tarp jų idėją.

Bendraautorius daktaras Nicholas Gutenbergas sakė: „Ekosistema yra dinamiška, jums nereikia nutraukti esamo kūrinio, kad sukurtumėte kažką naujo“.

Komanda taip pat atrado, kad radiacija iš tikrųjų gali sukelti didelių pokyčių esamose ekosistemose, idėją autoriai vadina „destruktyviu kūrimu“. Jie nustatė, kad vidutiniškai per Phanerozoic eoną rūšys, kurios bet kuriuo metu sudarė ekosistemą, beveik visos išnyko po 19 milijonų metų. Bet kai įvyksta masinis išnykimas ar radiacija, rūšių pasikeitimo greitis yra daug didesnis.

Tai leidžia naujai pažvelgti į tai, kaip vyksta dabartinis „Šeštasis išnykimas“. Ketvirtinis laikotarpis, prasidėjęs prieš 2,5 milijono metų, buvo pakartotinių klimato sukrėtimų liudininkas, įskaitant staigius ledynų pokyčius, kai aukštų platumų Žemės regionai buvo padengti ledu. Tai reiškia, kad dabartinis „šeštasis išnykimas“naikina jau sutrikusią biologinę įvairovę, o autoriai skaičiuoja, kad prireiks mažiausiai 8 milijonų metų, kol ji grįš į ilgalaikį 19 milijonų metų vidurkį

Dr Hoyal Cathill komentuoja, kad " kiekvienas išnykimas, įvykęs prieš mūsų akis, sunaikina rūšį, kuri galėjo egzistuoti milijonus metų iki tos akimirkos, todėl įprastam „naujų rūšių atsiradimo“procesui sunku pakeisti prarastą".

Rekomenduojamas: