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ButterflyNet: AI valida o primeiro modelo matemático de evolução

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A IA foi usada para testar a validade do mimetismo mülleriano, uma teoria que afirma que espécies separadas mais abaixo na cadeia alimentar irão desenvolver sinais de alerta semelhantes - freqüentemente padrões de pele ou asas - para espantar predadores.

O estudo de aprendizado de máquina, realizado em duas espécies semelhantes de borboletas, validou a teoria e também apontou para novas descobertas.

A equipe por trás do estudo diz que este novo método "permite descobertas que simplesmente não eram possíveis antes."

RELACIONADOS: EVOLUÇÃO DA TEORIA DA EVOLUÇÃO

Mimetismo Mülleriano

Alguns temem que a IA seja capaz de nos imitar a ponto de ser capaz de pensamento consciente - sua senciência recém-descoberta transformando-a em um predador de ponta como a Skynet emo Exterminador do Futuro.

Em um novo estudo realizado por cientistas da Inglaterra e do Japão, a IA foi usada para testar a forma como os insetos se imitam para enganar os predadores - informações úteis para a Skynet, sem dúvida.

A teoria do mimetismo mülleriano postula que as espécies - muitas vezes semelhantes - imitam umas às outras, ou coevoluem, para benefício mútuo. Por exemplo, se uma espécie de borboleta tem um padrão de alerta em suas asas que é eficaz em afastar predadores, outra espécie de borboleta irá imitar esse padrão - a sobrevivência do imitador, se preferir.

A teoria foi proposta pela primeira vez pelo naturalista alemão Fritz Müller, apenas duas décadas depois que Charles Darwin publicouNa origem das espécies.

Aprendizado de máquina com asas

Testar a similaridade evolutiva de diferentes padrões de diferentes espécies de borboletas seria uma tarefa árdua. A equipe de pesquisadores encontrou uma solução de aprendizado de máquina.

A equipe da Universidade de Cambridge, da Universidade de Essex, do Museu de História Natural do Reino Unido e do Instituto de Tecnologia de Tóquio no Japão usou um algoritmo de aprendizado de máquina para testar se as espécies de borboletas de fato coevoluem padrões de asas semelhantes para mútua beneficiar.

"Agora podemos aplicar a IA em novos campos para fazer descobertas que simplesmente não eram possíveis antes", disse Jennifer Hoyal Cuthill, autora do estudo, da Universidade de Cambridge, em um comunicado à imprensa.

"Queríamos testar a teoria de Müller no mundo real. Essas espécies convergiram nos padrões de asas umas das outras e, se sim, quanto? Não fomos capazes de testar o mimetismo através deste sistema evolutivo antes por causa da dificuldade em quantificar quão semelhantes duas borboletas são. "

Quantificando variações

Usando 2.400 fotografias (exemplos acima) do Museu de História Natural, a equipe treinou seu algoritmo - chamado ButterflyNet - para registrar variações nos padrões de asas de borboletas.

ButterflyNet foi então definido para trabalhar em borboletas Heliconius, um excelente exemplo do mimetismo Mülleriano - mais do que 30 tipos de padrão reconhecíveis torná-los um candidato ideal.

"Descobrimos que essas espécies de borboletas se emprestam umas das outras, o que valida a hipótese de Müller de coevolução mútua", disse Hoyal Cuthill.

"Na verdade, a convergência é tão forte que mímicos de diferentes espécies são mais semelhantes do que membros da mesma espécie."

Novos padrões, novas descobertas

Os pesquisadores também descobriram que o mimetismo mülleriano pode gerar padrões inteiramente novos em borboletas, combinando características de linhagens diferentes. A evolução, efetivamente, busca a combinação mais eficaz de diferentes padrões.

"Intuitivamente, você esperaria que houvesse menos padrões de asas onde as espécies se imitam, mas vemos exatamente o oposto, o que tem sido um mistério evolutivo", disse Hoyal Cuthill.

"Nossa análise mostrou que a coevolução mútua pode realmente aumentar a diversidade de padrões que vemos, explicando como a convergência evolucionária pode criar novas combinações de características de padrão e adicionar diversidade biológica", observou Cuthill. "Aproveitando a IA, descobrimos um novo mecanismo pelo qual o mimetismo pode produzir novidades evolutivas. Contra-intuitivamente, o próprio mimetismo pode gerar novos padrões por meio da troca de características entre espécies que se imitam."

Ela continuou: "Graças à IA, agora somos capazes de quantificar a notável diversidade da vida para fazer novas descobertas científicas como esta: isso pode abrir novos caminhos de pesquisa no mundo natural."

O artigo do pesquisador foi publicado no Journal,Avanços da Ciência.


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