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恒达代理复制失败突出了生态学和进化科学中的

 
恒达代理 复制失败突出了生态学和进化科学中的偏见


由于20世纪80年代有影响力的斑胸草雀研究的成果未能得到有力的再现,科学家们开始讨论如何减少此类研究中的偏见。
 
男性穿什么更性感?对于斑胸草雀来说,诀窍似乎很简单:在它们的腿上加一点红色。20世纪80年代进行的一项研究发现,在雄性鸟类的腿上戴上红色的带子会使它们变成性吸引力。这些研究之所以成为性别选择研究中的标志性研究,是因为它们提供了该学科中罕见的东西:强大、持续的效应。但近年来积累的数据对这些有影响力的发现提出了质疑。
 
斑胸草雀(Taeniopygia guttata)是澳大利亚本土的鸟类,恒达代理有着明亮的橙红色喙。它们形成一夫一妻制的繁殖伴侣,由雄性和雌性共同养育后代。斑胸草雀易于圈养,是认知和性选择研究的模式生物。
 
上世纪80年代,时任伊利诺伊大学(University of Illinois)鸟类学家的南希·伯利(Nancy Burley)发现,在斑胸草雀的腿上放置不同颜色的塑料腿带——科学家们用来识别鸟类个体——会影响它们的交配机会。Burley首先在《科学》杂志上报道,然后在其他主要期刊上,女性更喜欢红带男性,而不喜欢绿带男性。雌性也花更多的时间照顾由红带雄性繁殖的雏鸟。伯利的研究结果启发了后续关于女性选择和母性效应的研究。
 
多年来,我一直认为对“带颜色”的偏好被夸大了,而且可能是不正确的。
 
但与伯利相矛盾的结果在20世纪90年代末开始出现。今年3月,马克斯·普朗克鸟类研究所的沃尔夫冈·福斯特梅尔和他的同事发表了迄今为止最强烈的反对意见。福斯特梅尔的实验室进行了八项实验,分析了其他四个实验室未发表的数据,发现腿带颜色对雄性或雌性斑胸草雀的繁殖成功率没有影响。这项新研究还对39项已发表的研究进行了荟萃分析,其中22项支持腿带颜色效应。荟萃分析发现,效应大小随着样本量的增加而缩小——这是选择性报告的一个标志。这种模式只在早期和较小的研究中发现,支持红色腿带的积极作用的腿带颜色;在最近挑战“腿带偏好”概念的研究中,研究人员发现效应大小与样本量之间没有关系。
 
麦考瑞大学(Macquarie University)的鸟类学家西蒙·格里菲斯(Simon Griffith)将福斯特迈尔的研究描述为“彻底而严谨的科学研究的一个很好的例子”。在2010年的一篇论文(包括在Forstmeier的荟萃分析中)中,格里菲斯发现,虽然雌性更喜欢带红色条纹的斑胸草雀,但这种偏好并不是因为腿带本身,而是因为雄性斑胸草雀的歌唱方式发生了相关变化。他说:“多年来,我一直认为人们对颜色的偏好被夸大了,而且可能是不正确的。”
 
西澳大利亚大学的进化生物学家Leigh Simmons说,Forstmeier研究中的“有力证据”表明,腿带颜色效应在斑胸草雀中并不普遍。但是Simmons也认为Burley的同行评审研究是有效的。他列举了各种可能解释伯利实验结果的因素,比如饮食中的类胡萝卜素水平,这已经被证明会影响其他雀类的视力,以及使用的塑料带的类型。西蒙斯说:“这可能是她发现了效果而其他人没有的原因。”(Burley没有回复记者的置评请求。)
 
但是研究人员不能复制过去的发现并不局限于伯利标志性的斑胸草雀研究。在过去的五年里,荟萃分析和综述已经产生了更多关于生态学和进化生物学研究存在偏见的证据。例如,在文献中已经发现,诸如羽毛颜色影响蓝色山雀的配偶选择,以及黑色围嘴大小表明雄性在家雀中占主导地位等观点存在偏见。就像斑胸草雀的腿带一样,这种偏见并不一定会使假设本身无效,但会削弱证据的力量,让研究人员质疑那些曾经被认为得到充分支持的概念。尽管科学家们在可重复性问题的程度上存在分歧——从心理学到癌症生物学的各个学科都存在可重复性问题——但他们已经开始努力减少偏见,提高生态和进化研究的透明度。

偏见的来源
 
科学家或编辑的偏见会歪曲发表的结果,这被称为发表偏见。Simmons同意在科学文献中存在发表偏倚,特别是在首次提出新的假设时。他引用了自己的经验,阐明了关于波动不对称现象的相互矛盾的结果。在20世纪90年代早期,一些研究报告称雌性动物更喜欢两侧对称的雄性。这是一项新奇的发现,激发了人们对动物可以利用潜在配偶外表的对称性来评估其潜在遗传素质这一想法的极大兴趣。西蒙斯在1999年发表的一项荟萃分析表明,早期研究中发现的强烈效应在后来的研究中消失了。他将最初的阳性结果归因于发表偏倚,随后的混淆结果归因于更好的测量工具。西蒙斯的理由是,因为科学家更有可能提交积极的结果发表,所以新假设的早期年份会倾向于支持它的数据。西蒙斯发现,随着后续研究开始使用更精确的方法来测量对称性,对称性对男性吸引力的影响降至零。
 
2016年,福斯特迈尔与惠特曼学院的生态学家蒂莫西·帕克及其同事合作,对生态学和进化生物学文献中的选择性报告和透明度进行了综述。对1970年至2012年279项研究的荟萃分析样本发现,超过一半的研究未能披露实验结果和统计数据的全部细节。此外,考虑到这些领域典型的小样本量,研究应该平均只有20%的机会检测到一个真实的效果,一个不是由于偶然。但是超过70%的生态学和环境研究报告了显著的结果。
 
研究小组发现,除了样本量小之外,样本量通常也不是预先确定的。相反,研究人员经常不断地获取数据,直到他们得到想要的结果。帕克说,这种所谓的“灵活停止规则”是一种糟糕的统计实践,“极大地增加了假阳性结果的机会”。直到最近几年,他和福斯特梅尔都被教导灵活的停止规则,并认为这是合理的方法建议。
 
另外,研究人员可能会收集尽可能多的数据,然后从数据中筛选模式,帕克说。但他指出,这种方法会导致大量选择性报道。“拥有一个好的故事通常意味着你只讲述你数据的一部分。”
 
提高透明度,减少偏见
 
现有的数据表明,在生态学和进化研究中,有问题的研究方法是很常见的,值得关注。上个月,汉娜弗雷泽,墨尔本大学生态学家和他的同事们调查了800多名生态学家和进化生物学家,发现许多researchers-mostly的年薪和senior-admitted选择性报道的至少一个实例(64%)、使用灵活的停止规则(42%),或者改变假设适合他们的结果(51%)。
 
出版商和资助者可以提出要求并提供奖励,以提高科学的严谨性。例如,开放科学中心(Center For Open Science)制定了透明与开放促进指南(TOP),该指南已得到5000多家期刊和资助机构的认可。最高准则要求研究人员全面而清晰地报告研究问题和方法,并将其数据和分析代码存入公共档案。资助者还可以要求科学家预先登记他们的实验设计和分析,以阻止研究计划中的任何偏见。

自2012年以来,西蒙斯一直担任该领域的权威杂志《行为生态学》的主编。2016年,《华尔街日报》强制实施了作者间的数据共享,并于2017年开始遵循最高准则。西蒙斯说,最高标准规范了良好的科学实践。这些举措既没有影响《华尔街日报》的投稿数量,也不需要增加额外的管理负担。西蒙斯说:“我收到了许多电子邮件,祝贺我们积极主动地签署了《顶级指南》。”“我们生活在一个人们欣赏(透明度)的时代,公开获取数据有着巨大的价值。”
 
作为一名科学老师,我花了很多时间向我的学生们传达这样的信息:得到一个零的结果和得到对备择假设的支持一样重要。
 
-利·西蒙斯,西澳大利亚大学
 
帕克说,审稿人在整理文献方面也可以发挥一定的作用。今年5月,恒达平台帕克、格里菲斯、福斯特迈尔和其他一些生态学家为审稿人发布了一份清单,以促进透明度和减少偏见。他们的主要建议是,审稿人要求作者提供完整的统计细节和样本量的基本原理,独立于研究结果评估研究方法,并检查效应量。
 
但是,Simmons指出,审稿人和编辑没有时间“获取数据并重新进行分析”。“在某种程度上,当作者说他们做了什么以及如何做时,你必须相信他们。”
 
相反,他认为,在生态学和进化论中更开放和严格的科学实践的关键是正确地教育年轻科学家。他说,早期的职业研究者倾向于将无效的结果视为失败。“这是无稽之谈。作为一名科学老师,我花了很多时间向我的学生们传达这样的信息:得到一个零的结果与得到对备择假设的支持同样重要。”
 
帕克表示同意。“如果一项研究因为你认为答案可能有价值而值得去做,那么不管答案是什么,我们都应该真正知道答案是什么。”

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