O marco da obra de Charles Darwin "Sobre a origem das espanãcies" termina com um belo resumo de sua teoria da evolução: "Ha¡ uma grandeza nessa visão da vida, com seus vários poderes, tendo sido originalmente soprada em algumas formas ou em uma ; e que, enquanto este planeta continua girando de acordo com a lei fixa da gravidade, de um começo tão simples, as formas infinitas mais belas e maravilhosas foram, e estãosendo, evolua­das. " Na verdade, os cientistas agora sabem que a maioria das espanãcies que já existiram estãoextintas.

Essa extinção de espanãcies foi, em geral, balanceada pela origem de novas espanãcies ao longo da história da Terra, com alguns grandes desequila­brios tempora¡rios que os cientistas chamam de eventos de extinção em massa . Os cientistas hámuito acreditam que as extinções em massa criam períodos produtivos de evolução das espanãcies , ou "radiações", um modelo denominado "destruição criativa". Um novo estudo conduzido por cientistas afiliados ao Earth-Life Science Institute (ELSI) no Instituto de Tecnologia de Ta³quio usou o aprendizado de ma¡quina para examinar a coocorraªncia de espanãcies fa³sseis e descobriu que radiações e extinções raramente são conectadas e, portanto, extinções em massa provavelmente raramente causar radiações de escala compara¡vel.

A destruição criativa écentral para os conceitos cla¡ssicos de evolução. Parece claro que háperíodos em que muitas espanãcies desaparecem repentinamente e muitas espanãcies novas aparecem repentinamente. No entanto, radiações de uma escala compara¡vel a s extinções em massa, que este estudo, portanto, chama de radiações em massa, receberam muito menos análises do que eventos de extinção. Este estudo comparou os impactos da extinção e da radiaçãoao longo do período para o qual os fa³sseis estãodispona­veis, o chamado Eon Faneroza³ico. O Faneroza³ico (do grego significa "vida aparente"), representa o período mais recente de ~ 550 milhões de anos da história total da Terra de ~ 4,5 bilhaµes de anos e ésignificativo para os paleonta³logos: antes deste período, a maioria dos organismos que existiam eram micróbios que não formavam fa³sseis facilmente, então o registro evolutivo anterior édifa­cil de observar. O novo estudo sugere que a destruição criativa não éuma boa descrição de como as espanãcies se originaram ou se extinguiram durante o Faneroza³ico e sugere que muitos dos períodos mais nota¡veis ​​de radiação evolutiva ocorreram quando a vida entrou em novas arenas evoluciona¡rias e ecola³gicas, como durante o Cambriano. explosão da diversidade animal e expansão carbona­fera dos biomas florestais.

 

Os paleontologistas identificaram um punhado dos eventos de extinção em massa mais graves no registro fa³ssil faneroza³ico. Isso inclui principalmente as "Cinco Grandes" extinções em massa, como a extinção em massa do final do Permiano, na qual se estima que mais de 70% das espanãcies foram extintas. Os bia³logos já sugeriram que podemos estar entrando na sexta extinção em massa, que eles acreditam ser causada principalmente pela atividade humana, incluindo caça emudanças no uso da terra causadas pela expansão da agricultura.

Um exemplo comumente observado das extinções em massa dos "Cinco Grandes" anteriores éa extinção do Creta¡ceo-Tercia¡rio (geralmente abreviada como "KT", usando a grafia alema£ do Creta¡ceo), que parece ter sido causada quando um meteoro atingiu a Terra ~ 65 milhões de anos atrás , acabando com os dinossauros não avia¡rios. Observando o registro fa³ssil, os cientistas passaram a acreditar que os eventos de extinção em massa criam radiações especialmente produtivas. Por exemplo, no evento de exterminação de dinossauros KT, foi convencionalmente suposto que o desastre criou uma terra devastada, que permitiu que organismos como os mama­feros se recolonizassem e "irradiassem", permitindo a evolução de todos os tipos de novas espanãcies de mama­feros, finalmente estabelecendo o fundamento para o surgimento dos humanos. Em outras palavras, se o evento KT de "destruição criativa" não tivesse ocorrido,

O novo estudo começou com uma discussão casual no "Agora" do ELSI, uma grande sala comum onde os cientistas e visitantes do ELSI costumam almoa§ar e iniciar novas conversas. Dois dos autores do artigo, a bia³loga evoluciona¡ria Jennifer Hoyal Cuthill (agora pesquisadora na Essex University no Reino Unido) e o fa­sico / especialista em aprendizado de ma¡quina Nicholas Guttenberg (agora um cientista pesquisador da Cross Labs trabalhando em colaboração com a GoodAI na República Tcheca), que eram bolsistas de pa³s-doutorado na ELSI quando o trabalho começou, discutiam se o aprendizado de ma¡quina poderia ser usado para visualizar e entender o registro fa³ssil.

Durante uma visita a  ELSI, pouco antes da pandemia COVID-19 comea§ar a restringir as viagens internacionais, eles trabalharam arduamente para estender sua análise para examinar a correlação entre extinção e eventos de radiação. Essas discussaµes permitiram que eles relacionassem seus novos dados a  amplitude das idanãias existentes sobre extinções e radiações em massa. Eles descobriram rapidamente que os padraµes evolutivos identificados com a ajuda do aprendizado de ma¡quina diferiam em aspectos essenciais das interpretações tradicionais.

A equipe usou um novo aplicativo de aprendizado de ma¡quina para examinar a coocorraªncia temporal de espanãcies no registro fa³ssil faneroza³ico, examinando mais de 1 milha£o de entradas em um enorme banco de dados paºblico com curadoria, incluindo quase 200.000 espanãcies.

O autor principal, Dr. Hoyal Cuthill, disse: "Alguns dos aspectos mais desafiadores da compreensão da história da vida são as enormes escalas de tempo e o número de espanãcies envolvidas. Novas aplicações de aprendizado de ma¡quina podem ajudar, permitindo-nos visualizar essas informações em um formato lega­vel forma. Isso significa que podemos, por assim dizer, manter meio bilha£o de anos de evolução nas palmas das ma£os e obter novos insights com o que vemos. "

Usando seus manãtodos objetivos, eles descobriram que os "cinco grandes" eventos de extinção em massa previamente identificados por paleonta³logos foram captados pelos manãtodos de aprendizado de ma¡quina como estando entre os 5% principais de interrupções significativas em que a extinção ultrapassou a radiação ou vice-versa, assim como sete extinções em massa adicionais, dois eventos combinados de extinção em massa e radiação e 15 radiações em massa. Surpreendentemente, em contraste com as narrativas anteriores enfatizando a importa¢ncia das radiações pa³s-extinção, este trabalho descobriu que as radiações em massa e extinções mais compara¡veis ​​raramente eram acopladas no tempo, refutando a ideia de uma relação causal entre elas.

O co-autor, Dr. Nicholas Guttenberg, disse: "O ecossistema édina¢mico, vocênão precisa necessariamente descascar uma pea§a existente para permitir que algo novo aparea§a."

A equipe descobriu ainda que as radiações podem, de fato, causar grandesmudanças nos ecossistemas existentes, uma ideia que os autores chamam de "criação destrutiva". Eles descobriram que, durante o Eon Faneroza³ico, em média, as espanãcies que constitua­ram um ecossistema em qualquer anãpoca quase todas desapareceram 19 milhões de anos depois. Mas quando ocorrem extinções em massa ou radiações, essa taxa de rotatividade émuito maior.

Isso da¡ uma nova perspectiva sobre como a sexta extinção moderna estãoocorrendo. O período quaterna¡rio, que começou 2,5 milhões de anos atrás, testemunhou repetidas turbulaªncias climáticas, incluindo drama¡ticas alterna¢ncias de glaciação, anãpocas em que locais de alta latitude na Terra estavam cobertos de gelo. Isso significa que a sexta extinção atual estãocorroendo a biodiversidade que já estava destrua­da, e os autores sugerem que levara¡ pelo menos 8 milhões de anos para que ela volte a  média de longo prazo de 19 milhões de anos. O Dr. Hoyal Cuthill disse: "Cada extinção que acontece em nosso rela³gio apaga uma espanãcie que pode ter existido por milhões de anos atéagora, tornando mais difa­cil para o processo normal de novas espanãcies origem para substituir o que estãosendo perdido. "