Kecerdasan buatan menemukan pola mengejutkan dalam kepunahan massal biologis Bumi


Newswise – karya tengara Charles Darwin, Tentang Asal Usul Spesies, diakhiri dengan ringkasan indah dari teori evolusinya, “Ada keagungan dalam pandangan hidup ini, dengan beberapa kekuatannya, yang pada awalnya dihembuskan ke dalam beberapa bentuk atau menjadi satu; dan itu, sementara planet ini terus berputar menurut hukum gravitasi yang tetap, dari awal yang begitu sederhana, bentuk-bentuk tak berujung yang paling indah dan paling menakjubkan telah, dan sedang, berevolusi. ” Faktanya, para ilmuwan sekarang mengetahui bahwa kebanyakan spesies yang pernah ada telah punah. Kepunahan spesies ini secara keseluruhan secara kasar diimbangi oleh kemunculan spesies baru sepanjang sejarah Bumi, dengan beberapa ketidakseimbangan sementara utama yang oleh para ilmuwan disebut sebagai peristiwa kepunahan massal. Para ilmuwan telah lama percaya bahwa kepunahan massal menciptakan periode produktif evolusi spesies, atau “radiasi”, model yang disebut “perusakan kreatif”. Sebuah studi baru yang dipimpin oleh para ilmuwan yang berafiliasi dengan Earth-Life Science Institute (ELSI) di Tokyo Institute of Technology menggunakan pembelajaran mesin untuk memeriksa kemunculan bersama spesies fosil dan menemukan bahwa radiasi dan kepunahan jarang terhubung, sehingga kepunahan massal cenderung jarang terjadi. menyebabkan radiasi dengan skala yang sebanding.

Penghancuran kreatif adalah inti dari konsep klasik evolusi. Tampak jelas bahwa ada periode di mana tiba-tiba banyak spesies tiba-tiba menghilang, dan banyak spesies baru tiba-tiba muncul. Namun, radiasi dengan skala yang sebanding dengan kepunahan massal, yang oleh penelitian ini disebut sebagai radiasi massa, telah menerima analisis yang jauh lebih sedikit daripada peristiwa kepunahan. Studi ini membandingkan dampak kepunahan dan radiasi selama periode fosil tersedia, yang disebut Eon Fanerozoikum. Fanerozoikum (dari bahasa Yunani yang berarti “kehidupan yang tampak”), mewakili periode paling baru ~ 550 juta tahun dari total sejarah Bumi ~ 4,5 miliar tahun, dan penting bagi paleontolog: sebelum periode ini sebagian besar organisme yang ada adalah mikroba yang tidak mudah membentuk fosil, sehingga catatan evolusi sebelumnya sulit untuk diamati. Studi baru menunjukkan kehancuran kreatif bukanlah deskripsi yang baik tentang bagaimana spesies berasal atau punah selama Fanerozoikum, dan menunjukkan bahwa banyak waktu radiasi evolusioner yang paling luar biasa terjadi ketika kehidupan memasuki arena evolusi dan ekologi baru, seperti selama Kambrium. ledakan keanekaragaman hewan dan perluasan karbon dari bioma hutan. Apakah ini benar untuk ~ 3 miliar tahun sebelumnya yang didominasi oleh mikroba tidak diketahui, karena kelangkaan informasi yang terekam tentang keanekaragaman purba tersebut tidak memungkinkan analisis serupa.

Ahli paleontologi telah mengidentifikasi segelintir peristiwa kepunahan massal yang paling parah dalam catatan fosil Fanerozoikum. Ini pada dasarnya termasuk lima besar kepunahan massal, seperti kepunahan massal akhir-Permian di mana lebih dari 70% spesies diperkirakan telah punah. Para ahli biologi sekarang telah menyarankan bahwa kita sekarang mungkin memasuki “Kepunahan Massal Keenam,” yang menurut mereka terutama disebabkan oleh aktivitas manusia termasuk perburuan dan perubahan penggunaan lahan yang disebabkan oleh perluasan pertanian. Contoh umum dari kepunahan massal “Lima Besar” sebelumnya adalah yang Kapur-Tersier (biasanya disingkat “KT,” menggunakan ejaan bahasa Jerman Kapur) yang tampaknya disebabkan ketika meteor menghantam Bumi ~ 65 juta tahun yang lalu , memusnahkan dinosaurus non-unggas. Mengamati catatan fosil, para ilmuwan mulai percaya bahwa peristiwa kepunahan massal menciptakan radiasi yang sangat produktif. Misalnya, dalam peristiwa pemusnahan dinosaurus KT, secara konvensional dianggap bahwa gurun telah dibuat, yang memungkinkan organisme seperti mamalia untuk berkolonisasi kembali dan “memancar”, memungkinkan evolusi semua jenis spesies mamalia baru, yang pada akhirnya meletakkan fondasi untuk kemunculan manusia. Dengan kata lain, jika KT event “creative destroy” tidak terjadi, mungkin kami tidak akan berada di sini untuk membahas pertanyaan ini.

Studi baru dimulai dengan diskusi santai di ELSI’s “Agora,” ruang umum besar di mana ilmuwan ELSI dan pengunjung sering makan siang dan memulai percakapan baru. Dua penulis makalah, ahli biologi evolusi Jennifer Hoyal Cuthill (sekarang menjadi peneliti di Essex University di Inggris) dan ahli fisika / pembelajaran mesin Nicholas Guttenberg (sekarang menjadi ilmuwan peneliti di Cross Labs bekerja sama dengan GoodAI di Republik Ceko), yang keduanya adalah sarjana pasca-doktoral di ELSI ketika pekerjaan dimulai, menendang sekitar pertanyaan apakah pembelajaran mesin dapat digunakan untuk memvisualisasikan dan memahami catatan fosil. Selama kunjungan ke ELSI, tepat sebelum pandemi COVID-19 mulai membatasi perjalanan internasional, mereka bekerja keras untuk memperluas analisis mereka guna memeriksa korelasi antara peristiwa kepunahan dan radiasi. Diskusi ini memungkinkan mereka untuk menghubungkan data baru mereka dengan luasnya gagasan yang ada tentang kepunahan massal dan radiasi. Mereka dengan cepat menemukan bahwa pola evolusi yang diidentifikasi dengan bantuan pembelajaran mesin berbeda dalam cara-cara utama dari interpretasi tradisional.

Tim tersebut menggunakan aplikasi baru pembelajaran mesin untuk memeriksa kemunculan temporal spesies dalam catatan fosil Fanerozoikum, memeriksa lebih dari satu juta entri dalam database publik yang dikurasi secara masif termasuk hampir dua ratus ribu spesies.

Penulis utama Dr Hoyal Cuthill berkata, “Beberapa aspek paling menantang dalam memahami sejarah kehidupan adalah rentang waktu yang sangat besar dan jumlah spesies yang terlibat. Aplikasi baru pembelajaran mesin dapat membantu dengan memungkinkan kita memvisualisasikan informasi ini dalam bentuk yang dapat dibaca manusia. . Artinya, kita bisa, bisa dikatakan, memegang setengah miliar tahun evolusi di telapak tangan kita, dan mendapatkan wawasan baru dari apa yang kita lihat. “

Dengan menggunakan metode obyektif mereka, mereka menemukan bahwa peristiwa kepunahan massal “lima besar” yang sebelumnya diidentifikasi oleh ahli paleontologi diambil oleh metode pembelajaran mesin sebagai salah satu dari 5% gangguan signifikan teratas di mana kepunahan melampaui radiasi atau sebaliknya, begitu pula tujuh kepunahan massal tambahan, dua peristiwa radiasi kepunahan massal, dan lima belas radiasi massa. Anehnya, berbeda dengan narasi sebelumnya yang menekankan pentingnya radiasi pasca kepunahan, penelitian ini menemukan bahwa radiasi massa dan kepunahan yang paling sebanding hanya jarang digabungkan dalam waktu, menyangkal gagasan hubungan sebab akibat di antara mereka.

Rekan penulis Dr Nicholas Guttenberg berkata, “ekosistemnya dinamis, Anda tidak perlu memotong bagian yang ada untuk memungkinkan sesuatu yang baru muncul.”

Tim tersebut selanjutnya menemukan bahwa radiasi sebenarnya dapat menyebabkan perubahan besar pada ekosistem yang ada, sebuah gagasan yang oleh para penulis disebut “penciptaan yang merusak”. Mereka menemukan bahwa, selama Eon Fanerozoikum, rata-rata, spesies yang membentuk ekosistem pada suatu waktu hampir semuanya punah 19 juta tahun kemudian. Tetapi ketika kepunahan massal atau radiasi terjadi, laju pergantian ini jauh lebih tinggi.

Ini memberikan perspektif baru tentang bagaimana “Kepunahan Keenam” modern terjadi. Periode Kuarter, yang dimulai 2,5 juta tahun yang lalu, telah menyaksikan gejolak iklim berulang kali, termasuk pergantian glasiasi yang dramatis, saat lokasi garis lintang tinggi di Bumi, tertutup es. Ini berarti bahwa “Kepunahan Keenam” saat ini sedang mengikis keanekaragaman hayati yang sudah terganggu, dan penulis menyarankan akan dibutuhkan setidaknya 8 juta tahun untuk kembali ke jangka panjang rata-rata 19 juta tahun. Dr Hoyal Cuthill berkomentar bahwa “setiap kepunahan yang terjadi di jam tangan kita menghapus satu spesies, yang mungkin telah ada selama jutaan tahun hingga sekarang, mempersulit proses normal ‘asal mula spesies baru’ untuk menggantikan apa yang hilang.”

###

Referensi
JF Hoyal Cuthill1,2,3 *, N. Guttenberg2,4,5 dan GE Budd6, Dampak spesiasi dan kepunahan diukur dengan jam peluruhan evolusioner, Alam, DOI: 10.1038 / s41586-020-3003-4

  1. Institut Analisis dan Ilmu Data dan Sekolah Ilmu Kehidupan, Universitas Essex, Wivenhoe Park, Colchester, CO4 3SQ, Inggris
  2. Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology, Tokyo, 152-8550, Jepang
  3. Departemen Ilmu Bumi, Universitas Cambridge, Downing Street, Cambridge, CB2 3EQ, Inggris
  4. Cross Labs, Cross Compass Ltd., 2-9-11-9F Shinkawa, Chuo-ku, Tokyo 104-0033, Jepang
  5. GoodAI, Na Petynce, 213 / 23b, 169 00, Praha, Republik Ceko
  6. Departemen Ilmu Bumi, Program Paleobiologi, Universitas Uppsala, Villavägen 16, SE752 36, Uppsala, Swedia

Informasi lebih lanjut

Institut Teknologi Tokyo (Tokyo Tech) berdiri di garis depan penelitian dan pendidikan tinggi sebagai universitas terkemuka untuk sains dan teknologi di Jepang. Peneliti Tokyo Tech unggul dalam berbagai bidang mulai dari ilmu material hingga biologi, ilmu komputer, dan fisika. Didirikan pada tahun 1881, Tokyo Tech menampung lebih dari 10.000 mahasiswa sarjana dan pascasarjana per tahun, yang berkembang menjadi pemimpin ilmiah dan beberapa insinyur yang paling dicari di industri. Mewujudkan filosofi Jepang “monotsukuri,” yang berarti “kecerdikan teknis dan inovasi,” komunitas Tokyo Tech berusaha untuk memberikan kontribusi kepada masyarakat melalui penelitian berdampak tinggi.

The Earth-Life Science Institute (ELSI) adalah salah satu pusat penelitian Internasional Perdana Dunia yang ambisius di Jepang, yang bertujuan untuk mencapai kemajuan dalam bidang ilmiah antar-disiplin yang luas dengan menginspirasi para pemikir terbesar dunia untuk datang ke Jepang dan berkolaborasi dalam masalah ilmiah yang paling menantang. Tujuan utama ELSI adalah untuk membahas asal-usul dan ko-evolusi Bumi dan kehidupan.

The World Premier International Research Center Initiative (WPI) diluncurkan pada tahun 2007 oleh Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Olahraga, Sains dan Teknologi (MEXT) untuk membantu membangun pusat penelitian yang terlihat secara global di Jepang. Lembaga ini mempromosikan standar penelitian yang tinggi dan lingkungan penelitian yang luar biasa yang menarik peneliti garis depan dari seluruh dunia. Pusat-pusat ini sangat otonom, memungkinkan mereka merevolusi mode operasi penelitian dan administrasi konvensional di Jepang.

Lintas Labs adalah lembaga penelitian yang berfokus pada kecerdasan mesin, ilmu kognitif, dan kehidupan buatan, yang bertujuan mengungkap prinsip matematika kecerdasan dalam sistem alami dan buatan. Cross Labs didirikan pada 2019 sebagai jembatan antara akademisi dan industri, oleh Cross Compass Ltd., sebuah perusahaan AI terkemuka yang menyediakan solusi mutakhir bagi para pemimpin industri global di bidang manufaktur, robotika, game, perawatan kesehatan, desain, dan pemasaran. Didirikan di Tokyo pada tahun 2015, Cross Compass mengembangkan teknik mutakhir dalam pembelajaran mendalam, pembelajaran mesin, dan kehidupan buatan, untuk meningkatkan keselamatan, kualitas, dan produktivitas demi kepentingan masyarakat. Untuk informasi lebih lanjut, silakan kunjungi crosslabs.org dan cross-compass.com.

GoodAI adalah organisasi penelitian dan pengembangan yang berbasis di Praha dengan tujuan untuk mengembangkan kecerdasan buatan umum – secepat mungkin – untuk membantu umat manusia dan memahami alam semesta. Itu didirikan oleh CEO / CTO Marek Rosa pada Januari 2014 dan sekarang memiliki lebih dari 30 ilmuwan penelitian, insinyur, dan konsultan yang bekerja di seluruh divisinya.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author