هوش مصنوعی الگوهای شگفت انگیزی در انقراض بیولوژیکی گسترده زمین کشف کرده است

فهرست مطالب:

هوش مصنوعی الگوهای شگفت انگیزی در انقراض بیولوژیکی گسترده زمین کشف کرده است
هوش مصنوعی الگوهای شگفت انگیزی در انقراض بیولوژیکی گسترده زمین کشف کرده است
Anonim

این ایده که انقراض جمعی به تکامل بسیاری از گونه های جدید اجازه می دهد ، مفهوم اصلی تکامل است ، اما تحقیقات جدید با استفاده از هوش مصنوعی برای مطالعه فسیل ها نشان داده است که این امر به ندرت صادق است و باید توضیح دیگری نیز وجود داشته باشد. مجله علمی Eurekalert.

کار برجسته چارلز داروین در مورد منشأ گونه ها با خلاصه ای عالی از نظریه تکامل او به پایان می رسد: "از این نظر زندگی ، با استعدادهای متعدد ، در ابتدا به چند شکل یا یک تنفس می شد ، و این در حالی است که این سیاره به صورت چرخه ای مطابق با قانون تغییر ناپذیر گرانش ، از چنین ابتدایی ساده ، اشکال بی پایان ، زیباترین و شگفت انگیزترین ، توسعه یافته و در حال توسعه است. " در واقع ، دانشمندان اکنون می دانند که اکثر گونه هایی که تا کنون وجود داشته اند ، در حال حاضر منقرض شده اند.

به طور کلی ، در طول کل تاریخ زمین ، انقراض گونه ها تقریباً با ظهور گونه های جدید متعادل شده است ، با چندین عدم تعادل موقت بزرگ ، که دانشمندان آنها را انقراض جمعی می نامند. دانشمندان از دیرباز معتقد بودند که انقراض جمعی دوره های مولد تکامل گونه ها یا "تابش" را ایجاد می کند ، الگویی به نام " تخریب خلاق".

یک مطالعه جدید توسط محققان موسسه علوم زیستی روی زمین (ELSI) در موسسه فناوری توکیو ، همزمانی گونه های فسیلی را با استفاده از یادگیری ماشینی مورد بررسی قرار داد و دریافت که انتشارات و انقراض به ندرت با هم ارتباط دارند و بنابراین احتمال انقراض گسترده وجود دارد. به ندرت تولید گازهای گلخانه ای با اندازه قابل مقایسه می کند.

تخریب خلاق مرکزی برای مفاهیم کلاسیک تکامل است. به نظر می رسد دوره هایی وجود دارد که بسیاری از گونه ها ناگهان ناپدید می شوند و بسیاری از گونه های جدید ناگهان ظاهر می شوند.

با این حال ، انتشارهای قابل مقایسه با انقراض انبوه ، که در این مطالعه انتشارات انبوه نامیده می شوند ، بسیار کمتر از انقراض تجزیه و تحلیل دریافت کردند. این مطالعه اثرات انقراض و تابش را در مدت زمانی که فسیل در دسترس است ، مقایسه می کند ، به اصطلاح Eon Phanerozoic. Phanerozoic (از یونانی به معنای "زندگی صریح") نشان دهنده آخرین 550 میلیون سال از کل 4.5 میلیارد پوند تاریخ زمین است و برای دیرینه شناسان مهم است: قبل از این دوره ، اکثر موجودات موجود میکروب هایی بودند که به راحتی نمی توانستند بنابراین فسیل ها ، ردیابی تاریخ تکاملی قبلی دشوار است.

تحقیقات جدید نشان می دهد که تخریب خلاق توصیف خوبی از چگونگی ظهور یا از بین رفتن گونه ها در فانروزوئیک نیست و نشان می دهد که بسیاری از برجسته ترین دوره های تابش تکاملی زمانی رخ داده است که زندگی به گستره های تکاملی و زیست محیطی جدیدی گسترش یافته است ، مانند دوران کامبرین. انفجار تنوع حیوانات و گسترش کربن های بیوم های جنگل. اینکه آیا این امر برای 3 میلیارد پوند قبلی ، زمانی که میکروب ها تحت سلطه بودند ، صادق است ، مشخص نیست ، زیرا کمبود اطلاعات ثبت شده در مورد چنین تنوع باستانی امکان تجزیه و تحلیل مشابه را نمی دهد.

دیرینه شناسان چندین مورد از جدی ترین رویدادهای انقراض جمعی را در پرونده فسیل های فانروزوئیک شناسایی کرده اند. اینها عمدتا شامل پنج انقراض عمده هستند ، مانند انقراض جمعی در انتهای پرمین ، زمانی که تخمین زده می شود بیش از 70 درصد گونه ها منقرض شده اند.

زیست شناسان پیشنهاد کرده اند که ما در حال حاضر وارد یک دوره "ششمین انقراض جمعی" شده ایم ، که به اعتقاد آنها عمدتاً ناشی از فعالیت های انسانی ، از جمله شکار و تغییر کاربری زمین ناشی از توسعه کشاورزی است

یک نمونه مشهور انقراض قبلی "پنج بزرگ" انقراض دوره کرتاسه-سوم (که معمولاً به اختصار "KT" نامیده می شود ، با استفاده از املای آلمانی کرتاسه) ، که به نظر می رسد در اثر برخورد شهاب سنگ به زمین در 65 میلیون سال پیش رخ داده است. به که دایناسورها را نابود کردند.

با مشاهده فسیل ها ، دانشمندان به این نتیجه رسیدند انقراض جمعی منجر به ظهور اشکال زندگی مولد می شود … به عنوان مثال ، به طور کلی پذیرفته شده است که انقراض گسترده دایناسورها در طول K-T شکافی ایجاد کرد که به موجودات زنده مانند پستانداران اجازه می دهد ، برای تجمع مجدد و "تابش" ، که امکان تکامل انواع گونه های جدید پستانداران را فراهم کرد ، در نهایت پایه و اساس ظهور انسان را ایجاد می کند.

به عبارت دیگر، اگر رویداد "تخریب خلاق" رخ نمی داد ، شاید ما در مورد این موضوع بحث نمی کردیم.

مطالعه جدید با یک گفتگوی گاه به گاه در آگورا آغاز شد ، یک اتاق مشترک بزرگ که در آن دانشمندان و بازدیدکنندگان ELSI اغلب شام می خورند و مکالمات جدیدی دارند. دو نویسنده مقاله ، زیست شناس تکاملی Jennifer Hoyal Cuthill (در حال حاضر همکار تحقیق در دانشگاه اسکس در انگلستان) و فیزیکدان / متخصص یادگیری ماشین نیکلاس گوتنبرگ (در حال حاضر یک همکار تحقیقاتی Cross Labs که با همکاری GoodAI در جمهوری چک کار می کند) ، در ابتدای کار بودند ، دانشجویان فوق دکتری ELSI بودند و در مورد اینکه آیا یادگیری ماشین می تواند برای تجسم و درک فسیل ها استفاده شود بحث کردند. در بازدید از ELSI ، اندکی قبل از اینکه همه گیری کووید -19 شروع به محدود کردن سفرهای بین المللی کرد ، آنها دیوانه وار کار کردند تا تجزیه و تحلیل خود را برای مطالعه ارتباط بین انقراض و رویدادهای تابشی گسترش دهند. این بحث ها به آنها اجازه داد تا داده های جدید خود را با وسعت ایده های موجود در مورد انقراض و تابش توده ای مرتبط کنند.

آنها به سرعت دریافتند که الگوهای تکاملی شناسایی شده توسط یادگیری ماشین از جهات کلیدی با تفاسیر سنتی متفاوت است

این تیم از برنامه جدیدی برای یادگیری ماشینی برای مطالعه هم زمان وقوع گونه ها در پرونده فسیل فانروزوئیک با بررسی بیش از یک میلیون پرونده در پایگاه داده عظیم تقریباً دویست هزار گونه استفاده کرد.

نویسنده اصلی مطالعه ، دکتر هویال کاتیل ، می گوید: "برخی از چالش برانگیزترین جنبه های درک تاریخ زندگی ، مقیاس های زمانی و تعداد گونه های مختلف است. برنامه های جدید یادگیری ماشین می توانند با تجسم این اطلاعات به شکل قابل خواندن برای انسان به ما کمک کنند. بنابراین صحبت کردن ، نگه داشتن در کف نیم میلیارد سال تکامل و دریافت دانش جدید از آنچه می بینیم."

آنها با استفاده از روشهای عینی خود دریافتند که "پنج" بزرگ انقراض جمعی که قبلاً توسط دیرینه شناسان شناسایی شده بود ، با یادگیری ماشینی به 5٪ اختلالات مهم مربوط می شود که در آن انقراض پیش از تشعشع یا برعکس ، و همچنین هفت انقراض اضافی اضافی ، دو ترکیب مشترک بوده است. انقراض جمعی - تشعشع و پانزده تابش عظیم. به طرز شگفت آوری ، برخلاف توضیحات قبلی که اهمیت تشعشع را پس از انقراض برجسته می کرد ، این کار نشان داد که قابل مقایسه ترین تشعشعات جرمی و انقراض ها تنها گاهی اوقات در زمان همزمان می شوند و ایده رابطه علی بین آنها را رد می کند.

دکتر نیکلاس گوتنبرگ ، نویسنده مقاله ، می گوید: "اکوسیستم پویا است ، لازم نیست قطعه موجود را جدا کنید تا چیز جدیدی ایجاد کنید."

این تیم همچنین کشف کرد که تابش در واقع می تواند باعث تغییرات عمده ای در اکوسیستم های موجود شود ، ایده ای که نویسندگان آن را "ایجاد مخرب" می نامند. آنها دریافتند که به طور متوسط ، در دوران فانروزوئیک ، گونه هایی که در هر زمان اکوسیستم را تشکیل داده اند ، تقریباً پس از 19 میلیون سال ناپدید شده اند. اما وقتی انقراض جمعی یا تشعشع رخ می دهد ، سرعت تغییر گونه ها بسیار بیشتر است.

این اجازه می دهد تا نگاهی تازه به نحوه رخ دادن "انقراض ششم" کنونی داشته باشیم. دوره کواترنر ، که 2.5 میلیون سال پیش آغاز شد ، شاهد شوک های مکرر آب و هوایی ، از جمله تغییرات ناگهانی یخچال ها ، هنگامی که مناطق با عرض جغرافیایی زیاد زمین پوشیده از یخ بود بوده است. این بدان معناست که "انقراض ششم" در حال نابودی تنوع زیستی است که قبلاً مختل شده بود و نویسندگان تخمین می زنند که حداقل 8 میلیون سال طول می کشد تا به میانگین بلند مدت 19 میلیون سال بازگردد

دکتر هویال کاتیل اظهار می دارد که " هر گونه انقراضی که پیش از چشمان ما رخ می دهد ، گونه ای را که ممکن است میلیون ها سال قبل از آن لحظه وجود داشته باشد ، از بین می برد و روند عادی "ظهور گونه های جدید" را جایگزین گم شده ها می کند.".

توصیه شده: