Wissenschaft

Künstliche Intelligenz trotzt der Evolution – Grundlagenforschung

Von Adriana Alves

In einer neuen Studie wurden KI-Tools verwendet, um konsolidierte Theorien zu überdenken

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In einer in der Zeitschrift „Nature“ veröffentlichten Arbeit kombinierten japanische und europäische Wissenschaftler Ende 2020 künstliche Intelligenz und Fossilienbestand, um eine der am meisten akzeptierten Theorien der Wissenschaft in Frage zu stellen: die Evolution der Arten. Es sei daran erinnert, dass dieses Konzept, der Darwinismus, postuliert, dass sich das Leben als Reaktion auf Umweltveränderungen und / oder evolutionäre Vorteile ändert.

Das Erscheinen des auf der Erde sichtbaren Lebens vor etwa 540 Millionen Jahren begünstigte die fossile Erhaltung verschiedener Arten. Es war das Studium dieser Aufzeichnung, das die Identifizierung von fünf großen Aussterben sowie unzähligen Perioden beschleunigter Evolution der Spezies, der sogenannten Makroevolution, ermöglichte. Interessanterweise schien die Makroevolution auf Ereignisse des Massensterbens und der ungehinderten Entwicklung der überlebenden Arten zurückzuführen zu sein.

Bis zum letzten Jahr beruhten Bestätigungen dieser Theorie oder Hypothesen, die sie in Frage stellten, auf qualitativen Studien, die teilweise aufgrund des räumlich und zeitlich unregelmäßigen Charakters des Fossilienbestandes kritisiert wurden. Die Ergebnisse der neuen Studie legen jedoch nahe, dass es keinen zeitlichen Zusammenhang zwischen der Diversifizierung des Lebens und früheren katastrophalen Ereignissen gibt. Darüber hinaus scheint die Makroevolution genauso destruktiv zu sein wie das Massensterben.

Die in der Studie verwendeten Werkzeuge für künstliche Intelligenz ermöglichten es, die verborgenen Muster in einer paläontologischen Datenbank zu entschlüsseln, in der etwas mehr als 1,2 Millionen Aufzeichnungen gesammelt wurden, die sich auf mehr als 170.000 Arten beziehen. Zum ersten Mal in den letzten 540 Millionen Jahren konnten die Perioden der Explosion des Lebens, des Massensterbens und des intensiven Auftretens neuer Arten, die durch biologische Krisen ausgelöst wurden, visualisiert werden.

In Diagramme übersetzt ermöglichen die Ergebnisse der neuen Studie, nicht nur die fünf Massenauslöschungen zu identifizieren, sondern auch sieben andere Auslöschungsereignisse geringerer Größe und fünfzehn Ereignisse mit extrem hohen Auftrittsraten neuer Arten (Makroevolution). Darüber hinaus werden zum ersten Mal zwei Ereignisse deutlich gezeigt, bei denen das Aussterben und die Diversifizierung von Arten Hand in Hand gingen.

Die Muster zeigen ein Gleichgewicht zwischen Perioden des Massensterbens und einer zunehmenden Diversifizierung der Arten, wobei ein Kontinuum von Ereignissen diese beiden Extreme trennt. Überraschenderweise zeigen die Ergebnisse der Arbeit, dass die Ereignisse einer beschleunigten Evolution des Lebens (solche mit erhöhten Raten adaptiver Veränderungen oder der Entstehung neuer Arten) keinen zeitlichen Zusammenhang mit den meisten Massensterben haben, die ihnen vorausgingen.

Im Gegenteil, die identifizierten Muster weisen darauf hin, dass die Makroevolution zerstörerische Auswirkungen haben kann, die denen großer Massenauslöschungen ähneln. Im Gegensatz zu dem, was im Doppel der Makroevolution / Auslöschung beobachtet wird, besteht die Rolle der Diversifizierung des Lebens bei der Zerstörung von Arten darin, einen stärkeren Wettbewerb zu fördern, was zum Verschwinden weniger angepasster Arten führt.

Wie störend die neue Studie tatsächlich sein wird, werden wir noch feststellen, da diese Schlussfolgerungen sicherlich Gegenstand einer Prüfung durch Wissenschaftler sein werden. Das Wichtigste ist, dass es zwei Trends vereint, die bestehen bleiben und beispiellose wissenschaftliche Fortschritte fördern können: einerseits die unbegrenzten kognitiven Ressourcen künstlicher Intelligenz; Auf der anderen Seite zwingt uns der Gegner, bereits konsolidierte Theorien zu überdenken.

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Adriana Alves ist Geologin und Professorin an der USP.

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