Veštačka inteligencija pomogla je potvrđivanje jedne od najstarijih ideja o evoluciji, ali je postavila i nova pitanja. Prirodni svet je pun kopiranja. Piralidski moljci koriste iste piskave zvukove upozorenja kao tigrasti moljci da uplaše predatore, a bezopasne kraljeve zmije i otrovne koraljne zmije imaju sličnu obojenost. Kraljeve zmije i piralidski moljac koriste se nečim što se naziva Batezijska mimikrija, kada bezopasna vrsta plaši predatore tako što se predstavlja kao nešto svirepije ili otrovnije. To, naravno, nije namerno lukavstvo; reč je o tome da su vremenom kraljeve zmije koje su češće bile zamenjene za koraljnu zmiju preživele dovoljno dugo da se razmnože, pa su prenele tu sličnost na svoje potomstvo.
Autor: Kiona N. Smith
Drugi su, međutim, smislili drugačiji trik. Jarke boje su prirodan način upozorenja da organizam nije dobar za jelo – naučnici to nazivaju aposematizam. Možda je otrovan ili možda ima užasan ukus (ili možda samo želi da se tako misli). Ali ponekad, predatori poput ptica i guštera moraju da progutaju nekoliko zalogaja gorkog ukusa i razbole se dok ne nauče, na teži način, da povezuju jarke boje sa neprijatnim iskustvom u jelu. Dakle, kada leptiri poput jarko narandžasto-crnih Heliconiusa evoluiraju bleštave boje upozorenja da bi se zaštitili, bar će nekoliko leptira biti u timu koji dokazuje da oni zaista nisu dobri za jelo.
Prirodoslovac iz 19. veka Fritz Muller nagovestio je da bi dve vrste leptirova koje evoluiraju slične boje upozorenja, podelile teret podučavanja lokalnih grabljivaca da se čiste. Recimo da lokalna populacija ptica treba da pojede oko 20 leptirova jarke boje dok konačno ne shvati da je određeni obrazac narandžastih oznaka zapravo oznaka „Ne jedi“. Ako dve lokalne vrste leptirova imaju različite oznake, predatori će na kraju pojesti 20 leptira svake vrste dok ne shvate poruku. Ali ako dve vrste imaju slične oznake, verovatno će morati da žrtvuju samo po 10 leptira kako bi preneli lekciju. Obe vrste imaju koristi od dolaska na zabavu u istoj odeći.
Neproverena hipoteza
Ova ideja, koja se naziva Mullerova mimikrija, jedna je od najstarijih ideja u evoluciji; Muller ju je izložio 1878., manje od 20 godina nakon što je Charles Darvin predstavio ideju prirodne selekcije 1859. To je jedan od najpoznatijih primera za ono što biolozi nazivaju konvergentnom evolucijom – različite vrste koje razvijaju slične karakteristike kao odgovor na slične pritiske, slično kao što dva čoveka samostalno objave isto rešenje problema. Konvergentna evolucija je razlog, na primer, da šišmiši i ptice imaju krila, i da kitovi i morski psi imaju peraje. Ali Heliconiusovi leptiri dovode konvergenciju na sasvim nov, vrtoglavo složen nivo. VI studija njihovih obrazaca krila otkrila je da Muller ne samo da je u pravu što se tiče njihove mimikrije, već da to nije prosto slučaj jednosmernog kopiranja. Različite podvrste stalno razmenjuju obrasce tamo-ovamo, kombinujući pozajmljene karakteristike na nove načine da bi se stvorili potpuno novi obrasci.
Heliconius leptiri žive u širokoj obali Amerike u tropskoj i suptropskoj klimi. Među dve vrste i desetine podvrsta, entomolozi su identifikovali najmanje 30 karakterističnih obrazaca obeležavanja krila, od kojih je svaki zajednički za malu grupu podvrsta. Sva ta raznolikost, u kombinaciji sa čistom zamršenom složenošću oznaka krila, otežavala je izradu opsežnih studija o tome kako se ti obrasci međusobno povezuju, posebno za naučnike koji rade samo svojim očima i beleškama. Dakle, Mullerova hipoteza, iako je imala puno smisla i premda se činilo da je podupiru zapažanja, zaista nije testirana.
„Nismo uspevali da testiramo mimikriju u ovom evolutivnom sistemu zbog poteškoća u kvantifikovanju sličnosti dva leptira“, rekla je Jennifer Hoyal Cuthill, sa Univerziteta Cambridge, u nedavnoj izjavi za novinare. Ali iako je zadatak možda zastrašujući za ljudske oči i mozak, računari su zaista dobri u kvantifikaciji stvari i mašinskom obučavanju (vrsta veštačke inteligencije u kojoj računar može da nauči iz novih podataka i iskustva, umesto da zna samo ono što mu je programirano da zna) izgledalo je kao savršen način da se bolje sagleda evolucijska složenost leptirovih krila.
Od mreže leptirova do ButterflyNet-a
Šta bi Muller i Bates i Darvin mislili o algoritmima mašinskog obučavanja? Mogli bi barem da cene ime koje su Hoyal Cuthill i njene kolege dodelile svom programu: ButterflyNet. Tim je u veštačku inteligenciju ubacio oko 2400 fotografija leptirova Heliconius-a, iz 38 različitih podvrsta, i naučio je da iz fotografija identifikuje svaku podvrstu – i da radi ono što su naučnici vekovima smatrali zastrašujućim: kvantifikovali su sličnosti i razlike između oznaka na krilima svake grupe. ButterflyNet je izmerio i uporedio velike, očigledne razlike u obrascima krila, kao i najsitnije varijacije u veličini, obliku, položaju i boji različitih delova uzorka.
Zatim je sortirao sve leptirove na grafikonu; što su dve podvrste bliže na grafu, to su im sličnije oznake krila. Taj graf je pomogao Hoyal Cuthill i njenim kolegama da donesu neke zaključke o tome kako su različiti obrasci krila podvrsta međusobno povezani i kako su se oblici i boje koji čine te obrasce razvijali, kopirali, menjali i ponovo pozajmljivali i koristili na nove načine. Čini se da rezultati potvrđuju Mullerovu sugestiju da dve otrovne vrste leptirova mogu razviti slične uzorke upozorenja.
„U stvari, konvergencija je toliko jaka da su mimikrije iz različitih vrsta sličnije nego među članovima iste vrste“, rekla je Hoyal Cuthill u jednoj izjavi. Ali to nije tako jednostavno kao da jedna vrsta leptira evoluira da bi više ličila na svog suseda. Podvrste se međusobno oponašaju, prenoseći oblike i boje u složenoj evolucionoj saradnji. Logično bi bilo da je svako međusobno kopiranje dovelo do toga da leptiri stvore samo nekoliko prilično sličnih obrazaca – ali nekako je, čini se, dovelo do više obrazaca. Kako se svaka podvrsta razvijala ukorak sa obrascima svojih komšija, ona je te nove oblike i boje kombinovala na nove načine, koje su zauzvrat oponašali i kombinovali njihovi susedi.
Nije jasno kako svi ti obrasci zapravo pomažu leptirima da brže osposobe grabljivce da ih ostave na miru, jer je smisao Mullerove mimikrije u tome da nejestive vrste više liče jedna na drugu – ali ne budite previše strogi prema leptirima. Napokon, oni to improvizuju.
Izvor: Forbes