Studie legt nahe, dass statistisches „Rauschen“ die wahrgenommene Evolutionsrate beeinflusst

Seit Jahrzehnten beobachten Forscher, dass sich die Evolutionsgeschwindigkeit über kurze Zeiträume zu beschleunigen scheint – sagen wir fünf Millionen Jahre gegenüber fünfzig Millionen Jahren. Dieses allgemeine Muster deutet darauf hin, dass „jüngere“ Gruppen von Organismen evolutionär betrachtet eine höhere Rate an Artbildung, Aussterben und Entwicklung der Körpergröße aufweisen, neben anderen Unterschieden zu älteren.

Evolutionäre Prozesse scheinen auf unterschiedlichen Zeitskalen abzulaufen, was möglicherweise die Notwendigkeit einer neuen Theorie erfordert, die Mikroevolution und Makroevolution verknüpft. Die größere Frage hat Wissenschaftler beschäftigt: Warum?

Es gibt plausible Erklärungen. Eine neue Art kann eine neue Inselkette bewohnen und so für mehr Variation sorgen, wenn sie sich in neue Nischen ausbreitet. Ein Asteroid könnte die Erde treffen und die Aussterberate erhöhen. Möglicherweise entwickeln sich Arten zu einem „optimalen“ Merkmalswert und erreichen dann ein Plateau.

Ein Papier veröffentlicht In PLOS Computational Biology schlägt nun eine völlig neue Erklärung zum Verständnis dieses Evolutionsmusters vor: statistisches „Rauschen“. Der Artikel „Lärm führt zu einem wahrgenommenen Anstieg der Evolutionsraten über kurze Zeiträume“ wurde von Brian C. O’Meara, einem Professor am Institut für Ökologie und Evolutionsbiologie der University of Tennessee, und Jeremy M. Beaulieu verfasst , außerordentlicher Professor am Department of Biological Sciences der University of Arkansas.

Die Autoren stellen fest, dass „wir mithilfe eines neuartigen statistischen Ansatzes herausgefunden haben, dass dieses zeitunabhängige Rauschen, das oft als belanglos übersehen wird, ein irreführendes hyperbolisches Muster erzeugt, das den Anschein erweckt, als würden die Evolutionsraten über kürzere Zeiträume ansteigen, obwohl dies tatsächlich der Fall ist.“ Mit anderen Worten: Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es sich um kleinere, jüngere Gruppen handelt [groups with common ancestors] scheinen sich schneller zu entwickeln, nicht aufgrund intrinsischer Eigenschaften, sondern aufgrund statistischen Rauschens.“

Die Studie kombiniert Mathematik, Statistik und Biologie, um zu zeigen, dass dieses seit langem bestehende hyperbolische Muster eine Anomalie ist, da es nicht die Tatsache berücksichtigt, dass alle Arten auf der Erde sowohl durch ihre einzigartigen Merkmale als auch durch die Variation, die in diesen Merkmalen besteht, definiert werden .

Es ist ein allgemeiner Grundsatz in der Wissenschaft, dass die einfachste Erklärung, die zu den Daten passt, normalerweise die richtige ist. Eine Evolution, die auf völlig anderen Zeitskalen stattfindet, ist weitaus unwahrscheinlicher als ein Rauschen in den Zahlen.

Letztendlich unterstreicht die Studie die entscheidende Bedeutung der Berücksichtigung inhärenter Verzerrungen und Fehler bei der Interpretation von Biodiversitätsmustern sowohl über flache als auch über tiefe Zeitskalen.

In einer unveröffentlichten Zusammenfassung ihrer Arbeit stellen die Autoren fest: „[o]Ihre Ergebnisse könnten als beunruhigend angesehen werden: Ein Muster, das tausend Artikel mit wirklich interessanten biologischen Hypothesen hätte in Gang bringen können, kann als Artefakt erklärt werden.

„Dies ist jedoch tatsächlich ein Fortschritt – wir haben ein gemeinsames Muster erklärt, das wir in der Welt sehen. Die Biologie ist reich an Geheimnissen: Wenn wir tatsächlich eines beantworten, können wir zum nächsten übergehen. Es gibt noch viele Fragen zu biologischen Raten, aber zum aktuellen Paradigma.“ Die Darstellung von Zinssätzen gegen die Zeit sollte wahrscheinlich aufhören.“