Давняя эволюционная тайна раскрыта: обнаружена «аномалия» в статистических данных

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».

эволюц

«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?

[smartslider3 slider=»7″]

Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.

Поделиться

Оставьте комментарий