Darwin bestand darauf, dass sexuelle Selektion nicht Teil der natürlichen Selektion sei, sondern sich nur auf Unterschiede im Paarungserfolg beziehe. Die natürliche Selektion umfasst hingegen eine breitere Palette von Faktoren, die zur allgemeinen "Fitness" eines Individuums beitragen. 150 Jahre später – im Jahr 2024 – haben Forscher diesen wissenschaftlichen Disput durch den Einsatz von maschinellem Lernen beigelegt.
Maschinelles Lernen bringt Klarheit
Forscher der University of Essex arbeiteten in Zusammenarbeit mit dem Natural History Museum und dem KI-Forschungsinstitut Cross Labs, Cross Compass. Sie nutzten künstliche Intelligenz zur Analyse von "sexueller und interspezifischer Variation" anhand von 16.734 dorsalen und ventralen Bildern von Vogelflügelschmetterlingen. Erstmals wurden diese visuellen Unterschiede über viele Arten hinweg bewertet. Schmetterlinge wurden aufgrund ihres leuchtenden und dramatischen Erscheinungsbildes und der deutlichen Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Exemplaren ausgewählt.
Dabei sagte Jennifer Cuthill von der School of Life Sciences der University of Essex: „Dies ist eine aufregende Zeit, in der maschinelles Lernen groß angelegte Tests von langjährigen Fragen in der Evolutionswissenschaft ermöglicht.“ Maschinelles Lernen liefert uns neue Informationen über die evolutionären Prozesse, die Biodiversität erzeugen und erhalten.
Historisch vernachlässigte Gruppen im Fokus
In diesem Fall sind die "historisch vernachlässigten Gruppen" weibliche Exemplare über verschiedene Arten hinweg. Bisher lag der Fokus auf den Männchen, da die Unterschiede bei ihnen mit bloßem Auge erkennbarer waren. Maschinelles Lernen entdeckte jedoch subtile evolutionäre Veränderungen bei weiblichen Schmetterlingen, die vorher nicht sichtbar waren.
Die Daten zeigen, dass sowohl Darwin als auch Wallace in ihren Vorhersagen richtig lagen. Während die Partnerwahl Veränderungen im Erscheinungsbild der Männchen vorantreibt, deuten die beobachteten Veränderungen bei den Weibchen auf eine breitere Selektion hin. Analysen der Fotos aus dem Natural History Museum offenbarten, dass beide Geschlechter zur Diversität beitragen – nicht nur die Männchen.
Sowohl Darwin als auch Wallace hatten recht
Cuthill erklärte: „Eine hohe sichtbare Vielfalt unter männlichen Schmetterlingen unterstützt die reale Bedeutung der sexuellen Selektion durch weibliche Partnerwahl auf männliche Variation, wie ursprünglich von Darwin vermutet.“ Singulär daran beteiligt ist Sex, wie sichtbar malerische Muster und Formen belegen. Doch innerhalb der Gruppe der Vogelflügelschmetterlinge fanden Untersuchung auch Beispiele, wo weibliche Schmetterlinge diverser sind und umgekehrt.
Während Darwin und Wallace viele gleiche oder ähnliche evolutionäre Gedanken zur selben Zeit hatten – einer jedoch bekannter wurde. Die beiden pflegten eine wettbewerbsfähige, aber zivile Beziehung. Darwin schrieb einst an Wallace, dass es wenige Dinge im Leben für ihn so "zufriedenstellend" gewesen seien, wie das Fehlen von Eifersucht zwischen ihnen – obwohl sie in einem Sinne Rivalen waren.
Maschinelles Lernen bietet neue Möglichkeiten
Es ist wahrscheinlich, dass weder Darwin noch Wallace sich vorstellen konnten, dass ein Computer ein Jahrhundert nach Wallaces Tod klären würde – beide hatten recht in Bezug auf Schmetterlings-Evolution. Cuthill betonte: „Groß angelegte Studien zur Evolution mit maschinellem Lernen bieten neue Möglichkeiten zur Klärung von Streitfragen, die seit der Gründung der Evolutionswissenschaft bestehen.“
Birdwings gehören zu den schönsten Schmetterlingen der Welt – diese Studie bietet neue Einblicke in die Evolution ihrer bemerkenswerten, aber gefährdeten Vielfalt.
Quelle: Hoyal Cuthill, J.F., Guttenberg, N. & Huertas, B. Male and female contributions to diversity among birdwing butterfly images. Commun Biol 7, 774 (2024). https://doi.org/10.1038/s42003-024-06376-2