KI-Tool zeigt, dass Klimaveränderungen die Vogelentwicklung angeheizt haben könnten

Forscher der University of Michigan haben entdeckt, dass große evolutionäre Ausbrüche bei Vögeln der Gruppe der Passeriformes, allgemein bekannt als Passerinen, mit signifikanten Klimaveränderungen in der gesamten Erdgeschichte zusammenfielen. Mit einem fortgeschrittenen KI-Tool namens Skelevision analysierte das Team Tausende von Vogelarten, um Muster in der Körperformentwicklung aufzudecken, die mit Perioden des Umweltschutzes übereinstimmen. Die Studie, veröffentlicht in Nature Ecology & Evolution, legt nahe, dass evolutionäre Strahlungen, Perioden der schnellen Diversifizierung, oft mit klimatischen Übergängen verbunden sind. Forscher untersuchten mehr als 2.000 Arten und sammelten über 170.000 individuelle Skelettmessungen.

Diese Daten wurden mit Skelevision gesammelt, einem KI-gestützten System, das durch eine Zusammenarbeit zwischen der University of Michigan und der New York University entwickelt wurde. Das Tool ermöglicht die präzise Messung mehrerer Knochen im Vogelskelett, indem Bilder gegen ein kalibriertes Gitter erfasst werden, was eine Hochgeschwindigkeits-Digitalisierung von Museumsproben ermöglicht. Durch das Scannen von fast 15.000 einzelnen Proben, hauptsächlich aus dem U-M Museum of Zoology, konnte das Team verfolgen, wie sich die Körperformen innerhalb der Vogelgeisterlinie über Millionen von Jahren verändert haben.

Der Hauptautor Jake Berv, ein Postdoktorand an der U-M School for Environment and Sustainability, stellte fest, dass die Ergebnisse die Evolutionstheorie unterstützen, die behauptet, dass die Diversifizierung eher in Impulsen als kontinuierlich stattfindet.

Berv erklärte, dass die Komplexität der Anatomie der Vögel bedeutet, dass jeder Knochen miteinander verbunden ist, was es wesentlich macht, den gesamten Organismus bei der Untersuchung evolutionärer Veränderungen zu berücksichtigen. Die Ergebnisse zeigten zwei Schlüsselperioden der evolutionären Aktivität. Ein großer Ausbruch der Körperform-Evolution ereignete sich vor etwa 35 Millionen Jahren, während des Eozän, dem Oligozän-Übergang, einer Periode, die von einer intensiven globalen Abkühlung gekennzeichnet war. Eine weitere bemerkenswerte Verschiebung fand vor etwa 15 Millionen Jahren statt, als sich das Tempo der Evolution verlangsamte und mit einem anderen bedeutenden geologischen Ereignis zusammenfiel. Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass Klimafluktuationen eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Vielfalt moderner Vögel gespielt haben könnten.

Der leitende Autor Brian Weeks betonte, dass die Studie sein Verständnis für die Funktionsweise von Ökosystemen verändert hat. Er beschrieb den Prozess der Analyse des riesigen Datensatzes als sowohl herausfordernd als auch aufschlussreich und betonte die Bedeutung der Integration von Technologie mit traditionellen biologischen Methoden, um tiefere Einblicke in evolutionäre Prozesse zu erhalten.

Die Arbeit unterstreicht das Potenzial von KI-Werkzeugen bei der Weiterentwicklung unseres Wissens über die Evolutionsbiologie und verstärkt gleichzeitig die Verbindung zwischen Umweltveränderungen und der Dynamik des Lebens auf der Erde.