resumo: Um novo estudo usando IA investiga as diferenças evolutivas entre borboletas machos e fêmeas e lança uma nova luz sobre o debate histórico entre Charles Darwin e Alfred Russell Wallace.
Os pesquisadores usaram aprendizado de máquina para analisar mais de 16 mil espécimes de borboletas e descobriram que os sexos contribuem para a diversidade de espécies. Os homens mostram frequentemente mais variação, apoiando a teoria da selecção sexual de Darwin, enquanto a variação subtil das mulheres é consistente com as ideias de Wallace sobre a selecção natural.
Estas descobertas ampliam a teoria clássica, mostrando como ambos os mecanismos funcionam em conjunto para impulsionar a biodiversidade.
Fatos importantes:
- A IA analisou os padrões evolutivos de mais de 16.000 borboletas machos e fêmeas com asas de pássaros.
- Os machos mostraram mais variação, apoiando a teoria da seleção sexual de Darwin.
- As diferenças sutis entre as mulheres são consistentes com a teoria da seleção natural de Wallace.
molho: Universidade de Essex
A pesquisa pioneira sobre borboletas usando IA fornece uma visão detalhada da evolução das fêmeas, até então pouco estudada, aprofundando ainda mais o debate entre os fundadores da evolução.
Pesquisa da Universidade de Essex – publicada em biologia da comunicação – Explore a controvérsia entre os cientistas vitorianos Charles Darwin e Alfred Russell Wallace.
Como as fêmeas muitas vezes escolhem os parceiros com base na aparência física do macho, Darwin pensava que havia mais variações entre os machos.
Wallace acreditava que a seleção natural entre os sexos era a principal causa das diferenças.
Durante mais de um século, os cientistas estudaram principalmente os homens, cujas diferenças são mais óbvias, enquanto as mulheres, que apresentam mudanças evolutivas mais sutis, foram menos estudadas.
A Dra. Jennifer Hoyal-Cuthill, juntamente com colaboradores do Museu de História Natural e dos institutos de pesquisa de IA CrossLab e CrossCompass, usaram aprendizado de máquina de alta tecnologia para estudar mais de 16.000 borboletas machos e fêmeas com asas de pássaros.
Esta é a primeira vez que diferenças visuais entre machos e fêmeas foram investigadas na espécie, encontrada no Sudeste Asiático e na Austrália.
As borboletas Birdwing foram escolhidas para este estudo devido aos seus espetaculares padrões de cores de plumagem e às diferenças entre machos e fêmeas.
Dr. Hoyal Cuthill da Escola de Ciências da Vida disse: “Estes são tempos emocionantes, onde a aprendizagem automática permite novos testes em larga escala de questões de longa data na ciência evolutiva.
“Pela primeira vez, fomos capazes de medir a extensão da evolução visível e testar quanta variação existe entre diferentes grupos biológicos e entre homens e mulheres.
“A aprendizagem automática está a dar-nos novas informações sobre os processos evolutivos que geram e mantêm a biodiversidade, incluindo populações historicamente negligenciadas.”
Este estudo examinou fotografias de borboletas do acervo do Museu de História Natural. Ele mostra uma variedade de características, como formato, cor e padrão das penas em várias espécies.
Eles descobriram que tanto os machos como as fêmeas contribuem para a diversidade geral, embora os machos muitas vezes tenham formas e padrões mais distintos.
O estudo mostrou que o padrão evolutivo previsto por Darwin e Wallace foi encontrado em borboletas.
Mostramos que tanto homens quanto mulheres contribuem para a diversidade interespecífica.
Há mais variação na aparência dos machos, consistente com a ideia de Darwin de que as fêmeas escolhem os parceiros com base nessas características.
Mas a aprendizagem profunda também descobriu diferenças subtis nas mulheres, consistentes com as previsões de Wallace sobre a seleção natural que permite a diversidade fenotípica nas mulheres.
Dr. Hoyal Cuthill disse: “Dizem que a borboleta asa de pássaro é uma das borboletas mais bonitas do mundo. Este estudo nos dá novos insights sobre a evolução de sua incrível, mas ameaçada, diversidade.
“Neste estudo de caso de fotografia de moscas-pássaros, o sexo parece ter impulsionado as maiores mudanças na evolução, incluindo a forma, a cor e o padrão extremos dos machos.
“No entanto, encontramos um exemplo contrastante dentro de um grupo de pássaros, onde as fêmeas têm uma diversidade fenotípica mais visível do que os machos, e vice-versa.
“A alta diversidade visível entre as borboletas machos confirma a real importância da seleção sexual, desde a escolha do parceiro feminino até a variação masculina, como Darwin sugeriu pela primeira vez.
“Nos casos em que as borboletas fêmeas são claramente mais diversas do que os machos da mesma espécie, como sugeriu Wallace, a variação feminina naturalmente seleccionada desempenha um papel ainda mais importante na diversidade interespecífica.” Isto confirma a possibilidade.
“Estudos de evolução em larga escala usando aprendizado de máquina fornecem novas oportunidades para resolver debates que permaneceram sem solução desde a fundação da ciência evolucionista.”
Sobre esta evolução e notícias de pesquisa em IA
autor: ben salão
molho: Universidade de Essex
contato: Ben Hall – Universidade de Essex
imagem: Imagem creditada ao Neuroscience News
Pesquisa original: Acesso livre.
“Contribuições de machos e fêmeas para a diversidade de imagens em borboletas com asas de pássaros” Jennifer Hoyal Cuthill et al. biologia da comunicação
abstrato
Contribuição de machos e fêmeas para a diversidade de imagens de pássaros
O aprendizado de máquina (ML) para testar previsões de maior diversidade interespecífica em fenótipos visíveis (disparidades) entre homens e mulheres, feitas a partir da seleção sexual darwiniana e da seleção natural de Wallace, respectivamente, é agora possível.
Aqui, usamos ML para quantificar a variação em uma amostra de mais de 16.000 fotografias dorsais e ventrais da borboleta asa-pássaro sexualmente dimórfica (Lepidoptera: Papilionidae).
A validação de distâncias de incorporação de imagens aprendidas por redes neurais convolucionais profundas aprendidas por triplos permite que o ML seja usado para reconstrução automática da evolução fenotípica e filogenia para árvores de genoespécies dentro de um intervalo amostrado entre a própria árvore genética. pode ser conseguida.
Quantificar diferenças na disparidade sexual (distância de incorporação entre machos e fêmeas) mostra disparidades entre espécies sexualmente e filogeneticamente diversas.
Ornitópteros Tomamos casos de extrema divergência em alopatia e compaixão para ilustrar a alta disparidade na masculinidade incorporada, a diversificação de ótimos seletivos em modelos OR multipicos ajustados e a divergência acelerada.
No entanto, o gênero toroide mostram padrões invertidos, incluindo um fenótipo masculino relativamente estático e maior disparidade para mulheres do que para homens, mas dentro do regime de seleção que se presume ser comum a essas mulheres. Os padrões de forma e cor das asas dos pássaros que são fenotipicamente mais distintos em sua semelhança com ML são geralmente os dos machos.
Porém, ambos os sexos podem contribuir significativamente para a diversidade fenotípica observada entre as espécies.
