Наука о данных и естественная история

Новое научное исследование показывает, что изменение климата привело к быстрой эволюции и доминированию рептилий 250 миллионов лет назад. Ранее считалось, что появление рептилий произошло в результате двух массовых вымираний, которые уничтожили млекопитающих 261 и 252 миллиона лет назад.

Исследование Гарвардского университета утверждает, что быстрая эволюция рептилий в конце пермского периода и начале триасового периода связана с повышением глобальной температуры на планете за эти 60 миллионов лет. Исследование появилось в журнале Science Advances, а научную группу возглавила палеонтолог Стефани Пирс.

«Мы обнаружили, что эти периоды быстрой эволюции рептилий были тесно связаны с повышением температуры», — сказал ведущий автор, научный сотрудник Тьяго Р. Симойнс в интервью изданию SciTechDaily. «Некоторые группы менялись очень быстро, некоторые — медленнее, но почти все рептилии развивались гораздо быстрее, чем когда-либо прежде».

Наука о данных и естественная история: сочетание науки о данных и динозавров

Команда в течение восьми лет собирала данные в более чем 20 странах. Симойнс посетил более 50 музеев, чтобы отсканировать и сфотографировать более 1000 окаменелостей рептилий.

Затем ученые создали набор данных из более чем 1000 ископаемых образцов 125 видов рептилий, синапсид и близких родственников, существовавших за 140 миллионов лет до и после пермско-триасового вымирания.

Они изучили данные, чтобы определить, когда впервые появились эти разные виды и их эволюцию. Команда использовала байесовские методы, которые используются для изучения эволюции таких вирусов, как SARS и Covid-19. Байесианство — это статистический метод, используемый для обновления вероятности гипотезы по мере появления новых доказательств или информации.

Используя современные статистические методы, исследователи создали древовидную диаграмму времени эволюции, которая показала, как ранние рептилии были связаны друг с другом, когда впервые появились их родословные, а также скорость их эволюции.

Затем команда взяла новый набор данных и сравнила его с данными о глобальной температуре за несколько миллионов лет, что позволило получить общее представление о способности рептилий адаптироваться к изменениям климата. Данные показали, что большинство линий рептилий претерпели быстрые изменения тела после глобального повышения температуры.

Они обнаружили, что строение тела рептилий начало меняться примерно за 30 миллионов лет до пермско-триасового климатического кризиса, который привел к массовому вымиранию.

«Изменение климата на самом деле напрямую вызвало адаптивную реакцию рептилий, которая помогла создать огромное количество новых структур тела и взрывной рост групп, который мы наблюдаем в триасе (период)», — объяснил Симойнс. «По сути, повышение глобальной температуры спровоцировало все эти различные морфологические эксперименты — некоторые из них работали довольно хорошо и сохранились в течение миллионов лет до наших дней, а некоторые другие практически исчезли несколько миллионов лет спустя».

Наука о данных и естественная история: революция рептилий

В соответствии с SciTechDailyИсследователи изобразили, как размер тела рептилий менялся в разных географических регионах за этот период времени. Климатические нагрузки были настолько сильными, что из-за смертельно жарких периодов в тропических регионах существовал максимальный размер тела рептилий, способный выжить.

«Крупные рептилии в основном выбрали два пути, чтобы справиться с этими климатическими изменениями», — сказал Пирс. «Они либо мигрировали ближе к регионам с умеренным климатом, либо вторглись в водный мир, где им не нужно было беспокоиться о перегреве, потому что вода может поглощать тепло и сохранять тепло». его температура намного лучше, чем температура воздуха».

Согласно статье об исследовании в Daily Mail, коллекция древних водных существ включала в себя гигантскую морскую рептилию с длинной шеей, похожую на Лох-Несское чудовище, маленького родственника-хамелеона с птичьей головой и планирующего геккона. рептилия. В эту группу входили предки черепах и крокодилов.

Рептилии меньшего размера имели более медленные темпы эволюции в ответ на повышение температуры. Исследовательская группа предполагает, что более мелкие рептилии могут лучше адаптироваться к теплу, поскольку им легче выводить его из своего тела.

Моделирование будущего: современные последствия глобального потепления

Хотя основное внимание уделялось науке о данных и естествознанию, результаты Гарвардского исследования могут иметь отрезвляющие последствия в свете повышения глобальной температуры год за годом. В статье Daily Mail говорится, что исследователи отметили, что уровень выбросов углекислого газа в атмосферу сегодня примерно в девять раз превышает тот, который был во время пермско-триасового массового вымирания 252 миллиона лет назад.

«Крупные изменения глобальной температуры могут иметь драматические и разнообразные последствия для биоразнообразия», — сказал Пирс. «Здесь мы показываем, что повышение температуры во время пермо-триаса привело к вымиранию многих животных, в том числе многих предков млекопитающих, но также спровоцировало взрывную эволюцию других, особенно рептилий, которые продолжали доминировать в триасовый период».

Какую эволюционную адаптацию проходят современные существа, чтобы справиться с изменениями глобальной температуры? Газета Daily Mail сообщает, что исследование Университета Шеффилда показало, что у птиц появляются более крупные клювы, которые помогают им сохранять прохладу. Австралийские ученые утверждают, что у слонов и кроликов уши растут больше. Слоны обмахиваются своими большими ушами, а сеть кровеносных сосудов в ушах кроликов сужается, помогая им охладиться.

Конечно, мы можем взглянуть на почтенного крокодила, который существует уже около 85 миллионов лет и чьи предки относятся к триасовому периоду. Так что улыбнитесь, если увидите его, потому что он, вероятно, переживет нас всех.

Развивайте свою карьеру с помощью обучения Data Science

Наука о данных помогает организациям управлять огромными объемами информации, используя современные инструменты и методы. Ученые, работающие с данными, могут выявлять закономерности, извлекать полезную информацию, помогать руководителям принимать более эффективные бизнес-решения, проводить исследования для раскрытия тайн естествознания и многое другое.

Узнайте, как программа профессиональной сертификации Simplilearn в области науки о данных может расширить ваш набор исследовательских навыков с помощью гибкого учебного курса онлайн-обучения. Этот курс, разработанный в сотрудничестве с Университетом Пердью и IBM, признан программой сертификации номер один по науке о данных по версии The Economic Times.