Phylogenies can be used to predict future diversification but with limited success

إن الحياة على الأرض هي قصة من التغيير المستمر، حيث تنقسم الأنواع إلى أشكال جديدة وتتلاشى أخرى. هذه العملية، المعروفة باسم التنوع، تحدث بسرعات مختلفة لمجموعات مختلفة من الحيوانات. فبعض السلالات، مثل الطيور، قد انفجرت إلى آلاف الأنواع، بينما ظلت مجموعات أخرى ثابتة نسبيًا. لقد حاول العلماء لفترة طويلة فهم القواعد الكامية وراء هذا التباين، آملين في تحديد المجموعات التي من المرجح أن تزدهر والتي قد تعاني في المستقبل. وللقيام بذلك، يستخدمون أشجار عائلات الحياة، التي تسمى "أنساب السلالات" (phylogenies)، والتي ترسم مسار كيفية ارتباط الأنواع ببعضها البعض. ومن خلال النظر إلى أطراف هذه الأشجار — الأنواع الحية الموجودة عند النهايات القصوى للفروع — طور الباحثون أدوات رياضية لتقدير السرعة التي تنقسم بها سلالة ما حاليًا إلى أنواع جديدة. والهدف النهائي هو استخدام هذه التقديرات للتنبؤ بالأنواع التي ستكون الأكثر نجاحًا في ملايين السلاف القادمة، وهو سؤال يكتسب أهمية عميقة لجهود الحفظ وفهم مستقبل التنوع البيولوجي.

لقد شرع فريق من الباحثين في اختبار ما إذا كانت أدوات التنبؤ هذه تعمل بالفعل في العالم الحقيقي. وبينما تم اختبار هذه الأساليب في محاكاة حاسوبية، لم يسبق لأحد أن تحقق مما إذا كان بإمكانها التنبؤ بالمستقبل بدقة باستخدام بيانات حقيقية من الطبيعة. قرر الفريق، بقيادة غريس ريدر وجان سميتشكا، وضع هذه الأساليب تحت الاختبار الأقصى: السفر عبر الزمن. وبما أنهم لا يستطيعون انتظار حدوث المستقبل، فقد استخدموا خدعة ذكية تتعلق بالماضي. لقد أخذوا أشجار عائلات كبيرة للحيوانات رباعية الأرجل، بما في ذلك المجموعات الحية مثل الطيور والثدييات، والمجموعات المنقرضة مثل الديناصورات. ثم قاموا بقطع هذه الأشجار عند نقاط زمنية محددة، معتبرين تلك اللحظة هي "اليوم". ثم استخدموا أدوات التنبؤ القياسية لتقدير النجاح المستقبلي للسلالات الموجودة في تلك اللحظة. وأخيرًا، نظروا فيما حدث بالفعل في ملايين السنين التالية لمعرفة ما إذا كانت التنبؤات تتطابق مع الواقع.

وجد الباحثون أن هذه الأدوات تمتلك قدرة ما على التنبؤ بالمستقبل، لكن النجاح بعيد عن الكمال. ففي معظم المجموعات التي درسوها، حددت الأساليب بشكل صحيح أن السلالات ذات معدلات الانقسام الأعلى المقدرة ستنتج بالفعل المزيد من النسلاء لاحقًا. وهذا يعني أن الأدوات أفضل من التخمين العشوائي. ومع ذلك، تباينت الدقة بشكل كبير اعتمادًا على مجموعة الحيوانات والأسلوب المستخدم. فعلى سبيل المثال، أدى أسلوب يعتمد على قواعد العد البسيطة أداءً جيدًا عبر مجموعات عديدة، حيث أظهر باستمرار وجود رابط إيجابي بين تقديراته والعدد الفعلي للأنواع الجديدة التي ظهرت. أما مجموعة الأساليب الأخرى، التي تستخدم نماذج إحصائية أكثر تعقيدًا لمراعاة كيفية انقراض الأنواع، فقد واجهت صعوبات أحيانًا. وفي بعض الحالات، لا سيما مع مجموعات معينة من الثدييات مثل آكلات اللحوم والرعاة ذوي الحوافر، فشلت هذه النماذج المعقدة في إيجاد أي نمط واضح، أو حتى اقترحت عكس ما حدث بالفعل.

كما كشفت الدراسة أن التنبؤ بمستقبل الأنواع أمر صعب بطبيعته لأن التطور عملية فوضوية. فحتى عندما كانت الأدوات تصيب الاتجاه العام صحيحًا، لم تكن قادرة على التنبؤ بدقة بالعدد المحدد للأنواع الجديدة. وقد حسب الباحثون أن الأساليب الحالية يمكنها تفسير جزء صغير فقط من التباين في التنوع المستقبلي. فجزء كبير من النتيجة مدفوع بأحداث عشوائية لا يمكن لأي نموذج توقعها. علاوة على ذلك، كانت الأدوات أفضل بكثير في التنبؤ بولادة الأنواع الجديدة منها في التنبؤ بالأنواع التي ستنقرض. ويعود ذلك جزئيًا إلى أن البيانات المتاحة للحيوانات الحية لا تظهر لنا السلالات التي ماتت بالفعل، مما يجعل من الصعب التعلم من الإخفاقات الماضية. وأشار الباحثون أيضًا إلى أن حجم شجرة العائلة مهم؛ إذ كانت الأساليب تعمل بشكل أفضل في المجموعات الكبيرة جدًا التي تضم آلاف الأنواع، وبشكل أقل جودة في المجموعات الأصغر التي تضم بضع مئات فقط.

في الختام، يشير هذا العمل إلى أنه بينما يمكننا تقديم تخمينات مدروسة حول السلالات المهيأة للنمو المستقبلي، إلا أنه يجب أن نكون حذرين بشأن التفاصيل. فالأدوات مفيدة لرصد الاتجاهات العامة، مثل تحديد المجموعات التي تكون أكثر نشاطًا بشكل عام في خلق أنواع جديدة، لكنها لا تستطيع تقديم توقع دقيق. ووجد الباحثون أن الأساليب المختلفة لها نقاط قوة مختلفة: فبعضها أفضل في ترتيب الأنواع حسب إمكاناتها، بينما البعض الآخر أفضل في تقدير السرعة الفعلية للتطور، رغم أنها أقل استقرارًا. وتخلص الدراسة إلى أن التنبؤ بمستقبل الحياة أمر ممكن، ولكن بدرجة متوسطة فقط. وتعتمد النتائج بشكل كبير على المجموعة المحددة من الحيوانات المدروسة وعلى جودة البيانات المتاحة، مما يذكرنا بأن قصة الحياة تُكتب بمزيج من الأنماط القابلة للتنبؤ والصدفة غير المتوقعة.