Долгое время существовала теория, согласно которой темпы эволюции ускоряются на коротких временных отрезках. Новое исследование объясняет это явление статистической «аномалией».
Ранее считалось, что организмы с относительно короткой эволюционной историей демонстрируют более высокие темпы эволюции размера тела, видообразования и даже вымирания, чем организмы с более длительной историей.
Однако новые биологические исследования, опубликованные в журнале PLOS Computational Biology, предполагают, что эти наблюдения, десятилетиями занимавшие место в эволюционной теории, могут быть объяснены статистическим шумом (cтатистический шум относится к случайной нерегулярности, присутствующей в реальных данных. Зашумленные данные не имеют различимой закономерности, из-за чего показания колеблются между слишком малыми и слишком большими. Эти ошибки, как правило, непредсказуемы и неизбежны).
Авторы исследования утверждают, что более вероятное объяснение кроется в статистическом шуме, возникающем из данных, на которые опирались ученые.
Связь микро- и макроэволюции
Кажущееся различие в эволюционных процессах на разных временных масштабах привело к появлению понятий микроэволюции и макроэволюции. Возник вопрос о необходимости создания новой, более совершенной теории, связывающей эти два понятия. Ученые задавались вопросом, почему существуют различия между эволюционными периодами короткой и длительной продолжительности.
Брайан К. О’Мира, профессор кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Теннесси, и Джереми М. Болье, доцент кафедры биологических наук Университета Арканзаса, применили статистический подход к этой давней проблеме эволюционных исследований и, возможно, наконец, нашли ответ: то, что они называют «независимым от времени шумом».
«Мы обнаружили, что этот независимый от времени шум, часто игнорируемый как несущественный, создает обманчивую гиперболическую картину», — пишут О’Мира и Болье в своей статье. «Это в свою очередь создает впечатление, что темпы эволюции увеличиваются на более коротких временных отрезках, хотя на самом деле это не так».
«Другими словами, наши результаты показывают, что меньшие, более молодые клады [группы с общими предками] кажутся эволюционирующими быстрее не из-за внутренних свойств, а из-за статистического шума», — пишут исследователи.
Аномалия в эволюции
Выводы, основанные на гибридном подходе, объединяющем математику, биологию и статистику, предполагают, что кажущаяся гиперболическая картина, возникающая из данных, является просто аномалией. Эта картина не учитывает такие факторы, как то, что все виды определяются специфическими признаками, а также то, как проявляется вариативность этих признаков.
При таких обстоятельствах представление о том, что эволюция происходит совершенно по-разному на разных временных масштабах, кажется нелогичным. По словам О’Миры и Болье, это, вероятно, связано с неправильной интерпретацией наблюдаемых явлений.
Исследователи утверждают, что более вероятным объяснением этой давней эволюционной загадки являются ошибки и искажения в том, как прошлые интерпретации пытались справиться с кажущимся разрывом между макроэволюцией и микроэволюцией.
«Наши результаты могут многих расстроить», — пишут О’Мира и Болье, отмечая, что предложенное ими объяснение, основанное на статистическом шуме, могло «породить тысячу статей с действительно интересными биологическими гипотезами», которые теперь «можно объяснить как обычный артефакт в исходных данных».
Тем не менее, исследователи считают, что разрешение этой давней эволюционной загадки на гораздо более простых условиях, чем предполагали предыдущие подходы, является признаком прогресса.
В конечном счете, они утверждают, что их новое исследование «объяснило распространенную закономерность, которую мы наблюдаем в мире. Биология богата загадками: разгадка одной позволяет нам перейти к следующей».
«Остается еще много вопросов о биологических темпах», — заключают авторы, добавляя, что «современная парадигма построения графиков темпов в зависимости от времени, вероятно, должна уйти в прошлое».
Читайте также: Эволюция: миллионы лет или мгновение ока?
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.