Ученые создали робо-копию ящера, жившего 300 млн лет назад

Известный и популярный, хоть и вымышленный детектив Шерлок Холмс поражал своей интуицией, дедуктивными методами и способностью находить улики на земле, снеге, предметах мебели и прочих окружающих деталях. По малейшему следу ему удавалось определить рост, массу и индивидуальные особенности человека. Подобные методы для разгадывания тайн прошлого актуальны и сейчас. Коснулись они древнейших времен, но с использованием новейших технологий.

Общая информация

Современные ученые изучают различные останки, найденные в окаменелостях, чтобы воссоздать образ существ, проживающих на земле миллионы лет назад. В новом исследовательском проекте Nature Джон Ньякатура с коллегами использует технологию более современную, чем увеличительное стекло Холмса, чтобы узнать, как наши далекие предки вышли из водных глубин на сушу. Это оказалось весьма интересным и несколько неожиданным моментом.

Команда построила уникального робота, смоделированного по подобию рептилий и амфибий, чтобы исследовать, как животные, которые предшествовали динозаврам, эволюционировали, чтобы ходить по суше.

Сведения, полученные благодаря использованию созданной модели, позволяют сделать вывод, что древние предки четвероногих животных, а также людей необязательно должны были ползать или иметь низкий рост. Вполне вероятно, что древние существа имели все механизмы для передвижения по суше, наподобие кайманов и крокодилов.

Подробнее о проекте

Одна из участниц проекта, Джулия Мольнар, заявила, что удивительно наблюдать, как древние окаменелые доказательства буквально оживают на глазах. Женщина занимается сравнительной анатомией в Нью-Йоркском технологическом институте на кафедре, отвечающей за эволюцию позвоночных организмов.

Многие виды животных, существовавшие на планете много тысячелетий назад, практически не оставили следов. Поэтому найденные в 2004 году останки Orobates pabsti уже стали легендой современной археологии. Невзирая на отсутствие прямой наследственной линии с каким-либо типом организмов, известных сейчас, имеется предположение, что это было травоядное сухопутное существо, максимально напоминающее рептилий и млекопитающих, живущих сегодня. Биолог Джон Ньякатура, работающий в Берлинском институте Гумбольта, утверждает, что это древнейшее ископаемое в своем роде, найденное на земле. Именно эта находка и стала отправной точкой для разработки рассматриваемого проекта.

Особенности

Для создания более ясной картины того, как передвигались и вели себя первые представители оробатов (рептилий и амфибий), группа ученых начала с моделирования походки более поздних, изученных видов. Специалисты просвечивали рентгеном современных саламандр, игуан, кайманов. При этом животные шли по беговой дорожке, что дало возможность измерить вытянутые конечности зверей и понять механизм движения их костей.

После этого исследователи приступили к созданию компьютерных моделей скелета оробата. Цифровые имитаторы дали возможность проверить несколько вариантов походок. Некоторые методы ходьбы посчитали анатомически невозможными, другие – чрезмерно утомительными. Определенные способы шага делают животное менее устойчивым, зато придают ему скоростное преимущество на отдельных участках местности, что подтверждают окаменелые следы.

Интересные моменты

Исследователи должны были определиться с тем, какие рассмотренные характеристики учитывать в первую очередь. Для этого они всю имеющуюся информацию выложили в Сеть, чтобы пользователи могли оценить данные и сделать соответствующие выводы. Все желающие могут "попробовать в действии" модели древних видов животных, используя интерактивные игровые симуляторы от разработчиков проекта.

На этом ученые не остановились, поскольку виртуальная имитация не всегда сопоставима с законами физики. Для полноценности эксперимента специалисты создали робота ("Оробот"). Инженер-техник Камило Мело из Швейцарского технологического университета заявил, что у животных намного больше мышц, чем получилось воссоздать в искусственном прототипе, однако базовые наработки вполне реально продемонстрировать. Робот может сгибаться в позвоночнике, отрывать конечности от поверхности, продуцировать вращение в различных суставах. «Оробот» построен из 3D-печатных элементов, имеет 28 движущих соединений, его высота – порядка 1,3 метра, что немного выше оригинальных ископаемых рептилий.

Важность исследований

Благодаря внедренным программам и своим характеристикам «Оробот» может имитировать каждый из возможных стилей ходьбы, что позволило группе исследователей проанализировать реальные затраты энергии, баланс устойчивости и сходство с поведением современных животных. Кроме того, ученые смогли изучить способность робота копировать своего доисторического прототипа.

Ранее считалось, что оробаты Пермского периода стали вертикально ходячими в эру тетраподов. Предполагалось, что более ранние «предки» передвигались максимально низко к поверхности. Orobates pabsti жили во времена, когда планета была единым континентом, известным как Пангея. Кроме того, это был мир практически без растительности, но с суровым климатом.

Перспективы

Тем не менее живность того периода не ограничивалась только динозаврами и рептилиями. Адаптация к окружающей среде дала возможность позвоночным зверям приспособиться к особенностям проживания на суше. Мольнар пояснила, что важность указанного периода заключается в распространении млекопитающих по всему миру, прежде чем из-за ледникового периода произошло вымирание большого количества морской живности.

Исследователи добавили к своим пояснениям, что в настоящее время существует не так много ископаемых артефактов, напрямую связанных с древними людьми, птицами, пресмыкающимися и млекопитающими животными. Повышенные шансы выживаемости оробатов ученые объясняют тем, что они делали свои убежища в земле. Такие норы давали возможность зверям прятаться от естественных врагов, а после смерти превращаться в окаменелые останки.

В заключение

Вся информация об оробатах позволяет лучше понять нюансы выживания и поведения животных того времени. Кроме того, Джулия Мольнар утверждает, что новая методология – это действительно нечто захватывающее и удивительное. В своей деятельности исследователи существенно продвинулись вперед, имея доказательства, базирующиеся на строгой и максимально реалистичной реконструкции вымерших зверей. Изучение всех нюансов дает возможность понять, что доисторические животные были выше, чем представлялось ранее. Кроме того, общественность сможет узнать способы эволюционирования не только динозавров, но и наших прямых предков.