Pesquisas pioneiras com inteligência artificial sobre borboletas investigaram a evolução pouco estudada das fêmeas e contribuem para o debate entre os pais fundadores da evolução.

O estudo da Universidade de Essex — publicado na Communications Biology — explora uma controvérsia entre os cientistas vitorianos Charles Darwin e Alfred Russel Wallace.

Darwin pensava que os machos tinham mais variação, já que as fêmeas muitas vezes escolhiam parceiros com base na aparência masculina. Enquanto Wallace pensava que a seleção natural entre os sexos era o maior fator de diferença.

Por mais de um século, os cientistas estudaram principalmente os machos porque suas diferenças são mais óbvias, enquanto as fêmeas, com mudanças evolutivas mais sutis, foram menos estudadas.

Usando aprendizado de máquina de alta tecnologia, a Dra. Jennifer Hoyal Cuthill examinou mais de 16.000 borboletas machos e fêmeas com asas de pássaros, com colaboradores do Museu de História Natural e do instituto de pesquisa de IA Cross Labs, Cross Compass. Esta é a primeira vez que as diferenças visuais entre os sexos foram exploradas nas espécies, que vivem no Sudeste Asiático e na Australásia.

As borboletas birdwing foram escolhidas para este estudo por causa dos seus padrões espetaculares de cores nas asas e das diferenças entre machos e fêmeas.

Cuthill, da Escola de Ciências da Vida, disse: “Este é um momento emocionante, quando o aprendizado de máquina está permitindo novos testes em larga escala de questões de longa data na ciência evolutiva.

O estudo analisou fotografias de borboletas das coleções do Museu de História Natural, que mostram uma variedade de características, como formatos de asas, cores e padrões, em várias espécies. Ele descobriu que, embora os machos frequentemente tenham formas e padrões mais distintos, tanto machos quanto fêmeas contribuem para a diversidade geral.

A pesquisa mostrou que padrões evolutivos previstos por Darwin e Wallace foram encontrados nas borboletas, mostrando que tanto os machos quanto as fêmeas contribuem para a diversidade entre as espécies. Os machos apresentaram maior variação na aparência, o que se enquadra na ideia de Darwin de que as fêmeas escolhem os parceiros com base nessas características.

No entanto, o aprendizado profundo também encontrou variações sutis nas fêmeas, correspondendo às previsões de Wallace sobre a seleção natural permitir diversidade nos fenótipos femininos.

Cuthill disse: "As asas dos pássaros foram descritas como uma das mais belas borboletas do mundo. Este estudo nos dá novos insights sobre a evolução de sua diversidade notável, mas ameaçada de extinção."

Neste estudo de caso de fotografias de borboletas com asas de pássaros, é o sexo que parece ter impulsionado a maior mudança evolutiva, incluindo formas, cores e padrões masculinos extremos. No entanto, dentro do grupo de borboletas com asas de pássaros, encontramos exemplos contrastantes onde as borboletas fêmeas com asas de pássaros são mais diversificado em fenótipo visível do que os homens e vice-versa.

"A alta diversidade visível entre borboletas machos apoia a importância real da seleção sexual da escolha do parceiro feminino na variação masculina, como originalmente sugerido por Darwin. Casos em que borboletas fêmeas são mais visivelmente diversas do que os machos de suas espécies, apoiam um papel adicional e importante para a variação feminina naturalmente selecionada na diversidade interespécies, como sugerido por Wallace.

"Estudos em larga escala da evolução usando aprendizado de máquina oferecem novas oportunidades para resolver debates que têm sido importantes desde a fundação da ciência evolucionária."