Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Популярная эволюционная модель оказалась основана на математической ошибке
Исследователи выявили серьезный недостаток в широко используемой эволюционной модели — ингибиторной каскадной модели (ICM). Оказалось, ее предсказательная сила обусловлена не биологическими механизмами, а математическим артефактом, связанным с методом стандартизации данных.
Ингибиторная каскадная модель (ICM) — это теоретическая конструкция, призванная объяснить, как развиваются признаки, формирующиеся последовательно, например коренные зубы. Модель предполагает наличие двух процессов — активирующего и ингибирующего, баланс которых определяет размер признака. ICM предложили в 2007 году, с тех пор ее активно использовали в эволюционной биологии.
Модель позволяла делать предсказания о пропорциях размеров зубов в ряду, опираясь на размер первого моляра. ICM применяли не только к зубам, но и к другим последовательно расположенным структурам — например, к сегментам конечностей или позвонкам. На первых порах модель получала эмпирическую поддержку, однако со временем накапливались данные, которые указывали на ее ограниченность.
Некоторые исследования демонстрировали отклонения от предсказаний ICM, особенно при анализе внутривидовой изменчивости. Кроме того, модель успешно «работала» даже для структур, которые развиваются непоследовательно. Это наводило на мысль о наличии системной ошибки в ее построении.
Двое ученых поставили под сомнение обоснованность ключевых предположений ICM и проверили, насколько ее предсказания соответствуют реальным биологическим процессам. Результаты опубликовали в журнале Evolution.
Исследователи пересмотрели математические и биологические аргументы, лежащие в основе ICM. Они проанализировали, как модель работает с биологическими, небиологическими и смоделированными данными. В частности, ученые взяли данные о размерах моляров сумчатых, эволюционные симуляции с разными схемами ковариации и результаты гонок «Формулы‑1» 2024 года для демонстрации артефактов стандартизации на небиологических данных.
Авторы научной работы построили модель пути (path model), чтобы выразить ICM в терминах причинно‑следственных связей. Они проверили, как стандартизация данных (деление размеров второго и третьего элементов на размер первого) влияет на видимость корреляций.
Ученые выявили несколько критических проблем. Во-первых, математическая формулировка ICM не соответствует ее словесному описанию. В частности, предполагаемый ингибирующий эффект «пропускает» второй элемент ряда и вновь проявляется только у третьего, что биологически неправдоподобно.
Во-вторых, стандартизация данных по первому элементу создает ложные корреляции между вторым и третьим элементами, даже если в реальности они не связаны. Кроме того, модель предсказывает, что матрица ковариации должна быть сингулярной (то есть один из параметров не должен вносить вклад в изменчивость), но эмпирические данные этого не подтверждают.
К примеру, анализ данных о молярах сумчатых показал, что их размеры соответствуют предсказаниям ICM, но ровно в той же степени, что и результаты гонок «Формулы‑1». Это указывает на то, что «хорошее соответствие» модели может быть следствием метода анализа, а не отражения реальных биологических процессов.
Эволюционные симуляции подтвердили: даже при отсутствии реальных ингибирующих механизмов стандартизация данных приводит к паттернам, напоминающим предсказания ICM. В четырех разных сценариях (с нулевой, умеренной и высокой ковариацией между элементами) результаты группировались вокруг линии, соответствующей ожиданиям модели.
Исследователи пришли к выводу, что кажущаяся точность ICM — это артефакт, возникающий из‑за способа стандартизации данных. Хотя ICM долгое время считалась перспективной попыткой связать развитие, изменчивость и эволюцию, ее предсказательная сила оказалась обусловлена не биологией, а статистической ошибкой.
Telegram 
Дзен 
VK На полотне, которое Католическая и Православная церкви почитают как погребальный саван Иисуса Христа, ученые нашли генетический материал множества биологических видов — людей, животных, а также растений, завезенных в Европу из Америки. Результаты исследования не прояснили, а лишь умножили число вопросов вокруг происхождения одного из самых спорных христианских артефактов.
Считается, что плач помогает справиться со стрессом и тяжелым состоянием, будучи способом выразить сильные эмоции. Новое исследование показало, что положительный или отрицательный эффект зависит от причины слез.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Морские биологи впервые детально задокументировали процесс родов у диких кашалотов. Анализ видеозаписей и акустических сигналов показал, что самки из разных родственных линий временно объединяются, чтобы по очереди выталкивать новорожденного на поверхность для дыхания. Это первое доказательство взаимопомощи при родах между неродственными особями у видов, не относящихся к приматам.
Ученые Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова более десяти лет изучают уникальные свойства кефирных зерен — природных симбиотических сообществ микроорганизмов, собранных в высокогорных районах Кавказа. Исследования показывают, они могут стать основой для новых методов лечения кишечных заболеваний, восстановления иммунитета и даже создания космического питания.
Во время нейроанатомического исследования тканей полового члена ученые выявили высокую плотность нервных окончаний в области, которую анатомы и хирурги долгое время оставляли без должного внимания. Авторы научной работы предположили, что эта зона может играть важную роль в формировании сексуальных ощущений, и допустили, что именно там у мужчин находится аналог так называемой «точки G».
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии