دانشمندان در ایالت پن و موسسه ملی ژنتیک در ژاپن نشان داده اند که چندین روش آماری که معمولاً توسط زیست شناسان برای تشخیص انتخاب طبیعی در سطح مولکولی استفاده می شود، نتایج نادرستی ایجاد می کند.
ماساتوشی نی، پروفسور زیست شناسی ایوان پوگ در ایالت پن و رهبر این تیم گفت: «یافته‌های ما به این معنی است که صدها مطالعه منتشر شده در مورد انتخاب طبیعی ممکن است به نتایج نادرستی رسیده باشند. نتایج این تیم در نسخه اولیه آنلاین مجله Proceedings of the National Academy of Sciences در هفته منتهی به جمعه 3 آوریل 2009 و همچنین در نسخه چاپی مجله در تاریخ بعدی منتشر خواهد شد.
نی گفت که بسیاری از دانشمندانی که تکامل انسان را بررسی می کنند از روش های آماری معیوب در مطالعات خود استفاده کرده اند و در نتیجه نتیجه گیری آنها ممکن است اشتباه باشد. به عنوان مثال، در یک مطالعه منتشر شده، دانشمندان از یک روش آماری برای نشان دادن انتخاب طبیعی فراگیر در طول تکامل انسان استفاده کردند. Masafumi Nozawa، محقق فوق دکتری در ایالت پن و یکی از نویسندگان مقاله، گفت: «این گروه تکامل تطبیقی را در بسیاری از ژن‌های بیان شده در مغز، تیروئید و جفت، که فرض می‌شود برای تکامل انسان مهم هستند، ثبت کردند. نی افزود: "اما اگر روش آماری مورد استفاده آنها قابل اعتماد نباشد، نتایج آنها نیز ممکن است قابل اعتماد نباشد." او گفت: «البته ما هرگز نمی‌گوییم انتخاب طبیعی اتفاق نمی‌افتد، اما می‌گوییم این روش‌های آماری می‌تواند دانشمندان را به استنتاج‌های اشتباه سوق دهد.»
تیم روش شعبه-محل و چندین نوع روش پیش بینی مکان که معمولاً برای تجزیه و تحلیل آماری انتخاب طبیعی در سطح مولکولی استفاده می شود را مورد بررسی قرار دادند.روش شعبه-سایت دانشمندان را قادر می سازد تعیین کنند که آیا انتخاب طبیعی در یک ژن خاص رخ داده است یا خیر، و روش پیش بینی مکان به دانشمندان اجازه می دهد مکان دقیق ژنی را که انتخاب طبیعی در آن رخ داده است، پیش بینی کنند.
نی گفت: «هر دوی این روش‌ها در میان زیست‌شناسان بسیار محبوب هستند، زیرا به نظر می‌رسد نتایج ارزشمندی در مورد اینکه کدام ژن تحت انتخاب طبیعی قرار گرفته‌اند، می‌دهند. "اما به نظر می رسد هیچ یک از این روش ها تصویر دقیقی از آنچه واقعاً در حال وقوع است ارائه نمی دهند."
نی گفت که سال هاست به اشتباه بودن روش های آماری مشکوک بوده است. او گفت: «روش‌ها فرض می‌کنند که وقتی انتخاب طبیعی اتفاق می‌افتد، تعداد جایگزین‌های نوکلئوتیدی که منجر به تغییر در اسیدهای آمینه می‌شود، به طور قابل‌توجهی بیشتر از تعداد جایگزین‌های نوکلئوتیدی است که منجر به تغییر اسید آمینه نمی‌شوند.» اما این فرض ممکن است اشتباه باشد. در واقع، اکثر جایگزین‌های اسید آمینه منجر به تغییرات عملکردی نمی‌شوند و تغییر تطبیقی یک پروتئین اغلب با جایگزینی اسید آمینه نادر اتفاق می‌افتد.به همین دلیل، روش‌های آماری ممکن است نتیجه‌گیری‌های اشتباهی به دست دهند." نی همچنین معتقد است که این روش‌ها زمانی که تعداد جایگزین‌های نوکلئوتیدی مشاهده‌شده کم باشد، نادرست هستند.
برای نشان دادن معیوب بودن روش‌های آماری، تیم نی داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط همکارشان در دانشگاه اموری، شوزو یوکویاما، درباره ژن‌هایی که توانایی ماهی‌ها برای دیدن نور در اعماق مختلف آب را کنترل می‌کنند و روی ژن‌هایی که کنترل می‌کنند، جمع‌آوری کردند. دید رنگی در انواع حیوانات این تیم از این داده‌ها برای مقایسه مکان‌های پیش‌بینی‌شده آماری انتخاب طبیعی با مکان‌های تعیین‌شده تجربی استفاده کردند. آنها دریافتند که روش های آماری به ندرت مکان های واقعی انتخاب طبیعی را که توسط یوکویاما از طریق آزمایش ها شناسایی شده بود، پیش بینی می کند. نی گفت: در برخی موارد، روش آماری به طور کامل در شناسایی مکان‌های واقعی که در آن انتخاب طبیعی رخ داده، ناموفق بوده است. "این تمرین خاص دشواری روش های آماری را برای تشخیص انتخاب طبیعی نشان داد."
برای نشان دادن اینکه چگونه اندازه های کوچک نمونه می تواند منجر به نتایج نادرست شود، این تیم از شبیه سازی های کامپیوتری برای بررسی تکامل ژن ها در سه نخستی: انسان، شامپانزه و ماکاک استفاده کردند. دانشمندان از روش‌های مورد استفاده نویسندگان مقاله در سال 2007 تقلید کردند که روش شعبه‌سایت را برای 14000 ژن ارتولوگ - ژن‌هایی که از نظر تبارشناسی در بین گونه‌های مختلف یکسان هستند - به کار بردند و دریافتند که این روش انتخاب 32 ژن را پیش‌بینی می‌کند.. نی و تیمش همچنین انتخاب را با استفاده از آزمون دقیق فیشر مطالعه کردند، اما این آزمایش هیچ انتخابی را شناسایی نکرد. نوزاوا گفت: «نتایج نشان می‌دهد که تعداد جایگزین‌های نوکلئوتیدی که رخ داده برای شناسایی هر انتخابی بسیار کم بوده است؛ بنابراین، همه 32 موردی که با روش شعبه-سایت به دست آمده‌اند باید مثبت کاذب باشند.»
"این روش های آماری بسیاری از دانشمندان را به این باور رسانده اند که انتخاب طبیعی بر روی ژن های بسیار بیشتری در انسان نسبت به شامپانزه ها تأثیر می گذارد، و آنها نتیجه می گیرند که به همین دلیل است که انسان ها مغزهای بزرگ و سایر تفاوت های مورفولوژیکی ایجاد کرده اند. "گفت نی."اما من معتقدم که این دانشمندان اشتباه می کنند. تعداد ژن هایی که تحت انتخاب قرار گرفته اند باید در انسان و شامپانزه تقریباً یکسان باشد. تفاوت هایی که ما را انسان می کند بیشتر به دلیل جهش هایی است که در محیط خاص برای ما مطلوب بوده است. که ما جابه جا کردیم، و این جهش ها در طول زمان انباشته شدند."
Nei گفت که برای به دست آوردن تصویر واقعی تر از انتخاب طبیعی، زیست شناسان باید تا حد امکان داده های تجربی را با داده های آماری خود جفت کنند. دانشمندان معمولاً از داده‌های تجربی استفاده نمی‌کنند، زیرا انجام چنین آزمایش‌هایی ممکن است دشوار باشد و به دلیل زمان‌بر بودن آنها.
سومین نویسنده این مطالعه، یوشیوکی سوزوکی، محقق مؤسسه ملی ژنتیک در ژاپن است. این تحقیق توسط مؤسسه ملی بهداشت پشتیبانی شد.
