Évtizedekig tévedtünk: így omlott össze valójában az élet a Földön

A Föld történetét vizsgáló paleontológusok évtizedek óta próbálják összeilleszteni azt a hatalmas kirakóst, amelyet az egykori élőlények meg...

A Föld történetét vizsgáló paleontológusok évtizedek óta próbálják összeilleszteni azt a hatalmas kirakóst, amelyet az egykori élőlények megkövesedett maradványai hagytak ránk.

A kőzetrétegek mélyén megbúvó kövületek olyanok, mint egy gigantikus könyv lapjai, amelyek bolygónk múltjának drámai fordulatairól mesélnek. Sokáig úgy hittük, hogy e történet legmegrázóbb fejezetei, a globális tömeges kihalások hirtelen, apokaliptikus katasztrófák formájában söpörtek végig a világon.

Egy forradalmi, a legmodernebb mesterséges intelligenciára épülő kutatás azonban most alapjaiban kérdőjelezi meg ezt a narratívát, és arra utal, hogy a bolygó történetének öt nagy kihalási eseménye közül három sokkal fokozatosabban, elnyújtva zajlott le, mint azt korábban gondoltuk.

A felfedezés hátterében egy olyan technológiai áttörés áll, amely a nyelvi modellek működési elvét alkalmazza a geológiai leletekre. Az OpenAI ChatGPT-jéhez hasonló nagy nyelvi modellek alapvetően arra képesek, hogy hatalmas mennyiségű írott szöveg elemzésével felismerjék a szavak közötti statisztikai mintázatokat, és megjósolják, melyik szó következik a legnagyobb valószínűséggel egy mondatban.

Kínai kutatók pontosan ugyanezt a logikát követték, ám a szavak helyett közel négymillió fosszília adatait táplálták be a rendszerükbe. A kifejlesztett modell, amely a OneStrata nevet kapta, képes volt felismerni a kövületek rétegtani eloszlásának rejtett törvényszerűségeit, és ennek segítségével minden eddiginél pontosabban határozta meg, hogy egy-egy adott faj maradványai mikor rakódhattak le a földtörténeti idők során.

A geológusok és őslénykutatók számára a legnagyobb kihívást mindig is a globális adatok összehangolása jelentette. A sztratigráfia, vagyis a kőzetrétegtan tudománya azon az egyszerű elven alapul, hogy a mélyebben fekvő rétegek idősebbek, míg a felszínhez közelebbiek a fiatalabbak. A gyakorlatban viszont a világ különböző pontjain található lelőhelyek szekvenciáit – amelyek több tízezer fajt és millió évnyi üledéket foglalnak magukban – rendkívül nehéz egyetlen egységes, koherens idővonallá gyúrni.

Hogy a számítási feladatokat leegyszerűsítsék, a szakemberek hagyományosan több millió éves időközökre osztották fel a leleteket. Ez a módszer ugyan működőképesnek bizonyult, de a kapott kép meglehetősen elmosódott volt, és elfedte azokat a biodiverzitási változásokat, amelyek rövidebb időskálán mentek végbe.

Shuzhong Shen, a Nankingi Egyetem elismert paleontológusa és munkatársai húsz évvel ezelőtt elhatározták, hogy tisztább képet alkotnak. Létrehozták a OneStratigraphy nevű gigantikus adatbázist, amely a világ minden tájáról származó kőzetminták és fosszíliák adatait összesíti. Néhány évvel ezelőtt egy szuperszámítógép segítségével már sikerült egy olyan algoritmust lefuttatniuk, amely mintegy 11 000 tengeri faj életének és kihalásának idejét rekonstruálta lenyűgöző, 26 000 éves felbontással, mintegy 300 millió évre visszamenőleg.

Bár ez már önmagában hatalmas előrelépés volt, a rendszer korlátokba ütközött: még több faj bevonása még rövidebb időközökkel olyan elképesztő számítási kapacitást igényelt volna, ami a gyakorlatban kivitelezhetetlen.

Ezt a technológiai korlátot sikerült áttörni a mesterséges intelligencia segítségével. A hangcsoui Zhejiang Lab kutatóintézet szakemberei gépi tanulási modellt képeztek ki az összegyűjtött adathalmazon. A OneStrata modell a betáplált mintázatok alapján képes megjósolni, hogy egy fosszília felbukkanása hol helyezkedik el a globális idővonalon, így kiváltja a korábbi, szuperszámítógépeket is térdre kényszerítő nyers matematikai számításokat.

A kutatók szerint az eredmény egy valóságos forradalom a sztratigráfia és a múltbeli biodiverzitás-változások tanulmányozásában, amit a szakma a Geological Society of America éves konferenciáján ismerhetett meg részletesebben. (1)

A modell által rajzolt új idővonal legmeghökkentőbb következménye a Föld történetét végigkísérő nagy kihalási hullámok újraértelmezése. Az eddigi uralkodó nézetek szerint a bolygó életközösségeit ért öt legnagyobb csapás – köztük a leghíresebb, a dinoszauruszok alkonyát hozó kréta végi esemény – hirtelen, drámai összeomlásként zajlott le.

A mesterséges intelligencia elemzése alapján azonban ebből a "nagy ötösből" három esemény valójában nem hirtelen kataklizma volt, hanem a faji sokszínűség hosszú ideig elnyúló, fokozatos hanyatlása. Ez a felismerés alapjaiban változtathatja meg a földi ökoszisztémák összeomlásáról és az evolúciós válságok természetéről alkotott elméleteinket.

Természetesen a tudományos közösség egy része óvatosan kezeli a mesterséges intelligencia által generált eredményeket. Bár sokan elismerik, hogy a OneStrata által nyújtott globális áttekintés az eddigi legrészletesebb és legátfogóbb rekonstrukció, egyes kutatók rámutatnak, hogy a helyi, magas felbontású vizsgálatok eddig is árnyalták a képet.

Matthew Clapham, a Kaliforniai Egyetem munkatársa például megjegyezte, hogy bár a modell rendkívül hasznos kiegészítő eszköz lehet, és új távlatokat nyithat meg, nem biztos, hogy teljesen fenekestül felforgatja mindazt, amit eddig a lokális kutatásokból megtudtunk a tömeges kihalásokról. A helyi ökoszisztémák vizsgálata ugyanis sokszor már korábban is finomabb átmenetekre utalt a globálisan hirtelennek tűnő változások mögött.

Ez a vita jól mutatja a modern tudomány előtt álló új kihívásokat és lehetőségeket. Amikor a big data és a mesterséges intelligencia találkozik a hagyományos terepmunkán alapuló geológiával, a két megközelítésnek össze kell csiszolódnia. A OneStrata sikere nem jelenti azt, hogy a paleontológusok kalapácsai és a poros múzeumi fiókok feleslegessé válnának, sőt.

Az intelligens algoritmusok pontosságát éppen az adja, hogy a kutatók évtizedeken át kitartóan gyűjtötték és digitalizálták a kőzetrétegekből kibányászott bizonyítékokat. A jövőben az ilyen intelligens asszisztensek segítségével a kutatók képesek lesznek szétválasztani a helyi környezeti tényezőket a valóban globális trendektől.

Ez a módszertani ugrás nemcsak abban segít, hogy jobban megértsük, mi történt a Földön évszázmilliókkal ezelőtt, hanem abban is, hogy pontosabb modelleket alkossunk a jelenlegi bolygó szintű változások és a modern biodiverzitási válság hosszú távú hatásainak előrejelzésére. A mesterséges intelligencia által újraírt múlt így közvetve a jövőnk megértésének kulcsává is válhat. (2)

(1) - https://gsameetings.secure-platform.com/
(2) - https://www.nature.com/articles/d41586