150-годишен спор между Дарвин и Уолъс е разрешен от изкуствен интелект

Ваня Милева Последна промяна на 03 юли 2024 в 00:00 30022 0

Пеперуди птицекрилки от групата видове Troides haliphron, при които женските са видимо по-разнообразни от мъжките

Кредит Natural History Museum. 2024. Birdwing butterflies (from Collection specimens). Licensed under CC-BY-4.0.
Пеперуди птицекрилки от групата видове Troides haliphron, при които женските (вдясно) са видимо по-разнообразни от мъжките (вляво).

Пионерно научно проучване на пеперуди с помощта на изкуствен интелект изследва недостатъчно проучената еволюция на женските индивиди и допринася за дебата между основоположниците на еволюцията - учените Чарлз Дарвин и Алфред Ръсел Уолъс.

Изследването на Университета в Есекс епубликувано в Communications Biology.

Дарвин е смятал, че мъжките индивиди имат повече вариации, тъй като женските често избират партньори въз основа на външния вид на мъжкия индивид. Докато Уолъс е смятал, че естественият подбор между половете е най-големият фактор за различията.

В продължение на повече от век учените са изучавали предимно мъжките екземпляри, тъй като техните различия са по-очевидни, докато женските екземпляри, при които еволюционните промени са по-фини, са по-слабо проучени.

С помощта на високотехнологично машинно обучение д-р Дженифър Хоял Кътхил (Jennifer Hoyal Cuthill) изследва повече от 16 000 мъжки и женски пеперуди птицекрилки със сътрудници от Природонаучния музей и изследователския институт за изкуствен интелект Cross Labs, Cross Compass.

Птицекрилки

Птицекрилки е събирателно име за големи тропически пеперуди от три рода Ornithoptera , Trogonoptera и Troides от семейството на лястовичите опашки (Papilionidae), често срещани в Южна Азия и Австралия. Птицекрилките са получили името си от древногръцки: ὄρνις, род. падеж ὄρνιθος — "птица" и πτερόν — "крило", заради големия размер и заострената форма на крилата, което ги прави подобни на летящите птици. Орнитоптерите включват най-голямата дневна пеперуда в света, Орнитоптера кралица Александра (Ornithoptera alexandrae), като размахът на крилете на женската от този вид може да достигне 28 см.

За първи път се изследват визуалните различия между половете при видовете, които живеят в Югоизточна Азия и Австралазия.

Пеперудите птицекрилки са избрани за това изследване заради впечатляващите шарки на крилата им и разликите между мъжките и женските екземпляри.

"Това е вълнуващо време, когато машинното обучение дава възможност за нови, широкомащабни тестове на дългогодишни въпроси в еволюционната наука", кломентира д-р Хоял Кътхил от Факултета по природни науки.

"За първи път сме в състояние да измерим видимите мащаби на еволюцията, за да проверим колко вариации има в различни биологични групи и сред мъжките и женските индивиди.

"Машинното обучение ни дава нова информация за еволюционните процеси, които пораждат и поддържат биоразнообразието, включително в пренебрегвани в миналото групи."

В изследването са разгледани снимки на пеперуди от колекциите на Природонаучния музей, които показват редица белези, като форми на крилата, цветове и шарки, при няколко вида.

Установено е, че макар мъжките индивиди често да имат по-различни форми и шарки, както мъжките, така и женските индивиди допринасят за общото разнообразие.

Изследването показва, че при пеперудите са открити еволюционни модели, предсказани както от Дарвин, така и от Уолъс.

Мъжките показват повече вариации във външния вид, което съответства на идеята на Дарвин, че женските избират партньори въз основа на тези белези.

Дълбокото обучение обаче открива и фини вариации при женските, което съответства на предсказанията на Уолъс за естествения подбор, позволяващ разнообразие в женските фенотипи.

"Птицекрилките са описвани като едни от най-красивите пеперуди в света. Това изследване ни дава нов поглед върху еволюцията на тяхното забележително, но застрашено разнообразие", посочва д-р Хоял Кътхил. 

"В този случай на проучване на снимки на пеперуди птицекрилки изглежда, че именно полът е довел до най-голямата еволюционна промяна, включително екстремни мъжки форми, цветове и шарки.

"Въпреки това, в рамките на групата на пеперудите птицекрилки, открихме контрастни примери, при които женските пеперуди птицекрилки са по-разнообразни във видимия фенотип от мъжките, и обратното.

"Силното видимо разнообразие сред мъжките пеперуди подкрепя реално значението на половия подбор от избора на партньор от женски пол върху мъжките вариации, както първоначално е предположил Дарвин.

"Случаите, в които женските пеперуди са по-видимо разнообразни от мъжките представители на своя вид, подкрепят допълнителната, важна роля на естествено подбраната женска вариативност в междувидовото разнообразие, както е предложено от Уолъс.

"Мащабните изследвания на еволюцията с помощта на машинно обучение предлагат нови възможности за разрешаване на дебати, които са останали нерешени още от основаването на еволюционната наука."

Справка: Hoyal Cuthill, J.F., Guttenberg, N. & Huertas, B. Male and female contributions to diversity among birdwing butterfly images. Commun Biol 7, 774 (2024). https://doi.org/10.1038/s42003-024-06376-2 

Източник: AI-powered study explores under-studied female evolution, The University of Essex

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Животът

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !