Палеонтолозите са изправени пред постоянна дилема. Организмите, които вдъхновяват научното им внимание, са отдавна мъртви, невъзможни за гледане в живота. Научно-фантастични решения като връщане на видове от изчезване или пътуване във времето не са достъпни за подпомагане. Но комбинирайки изключителни вкаменелости с роботиката, екип от изследователи е реконструирал как един от нашите далечни, подобни на гущери роднини е вървял високо.
Случайно сдвояване на вкаменелости осигури място за начало. На пръв поглед 300-годишният пабсти Orobates може да изглежда като тромав гущер. В действителност това животно от пермския период е това, което експертите познават като стволов амниоти - гръбначен, който е част от еволюционната линия между земноводните, които се размножават във водата, и последният общ прародител на бозайници и влечуги, които снасят яйца на сушата, И това, което отличава Orobates е, че са открити изкопаеми скелети на това животно с следи от създанията, създадени в живота.
Комбинацията от скелети и коловози, направени от Orobates, е изключително рядка във фосилните записи. Повечето песни са открити без никакви кости, свързани с тях, което затруднява да се каже точно кои видове са направили отпечатъците. Orobates е изключение, което позволява подробности за това как животното ходи, за да бъде пряко обвързано с анатомията на скелета.
OroBOT върви към камерата. (Томислав Хорват / Камило Мело / EPFL Лозана) „Това представлява много рядка асоциация за проследяване на проследяване, особено като се има предвид възрастта на вкаменелостите“, казва Джон Някатура, експерт по биомеханика в университета в Хумболт в Берлин. Намирането на скелета заедно със следите представлява вълнуваща възможност за палеонтолозите, тъй като Оробатес седи на важен етап от еволюционната история на живота. „ Оробатите могат да се считат за ключов вкаменелост за разбирането на еволюцията на гръбначните животни, тъй като е много близък братовчед на последните общи предци на бозайници, влечуги и птици“, казва Някатура. Следователно, Orobates представлява съществата между първите гръбначни животни, които се влачат на сушата и животни, подобни на гущери, които водят земния живот на пълен работен ден.
В ново проучване на Nature, Nyakatura и неговите колеги комбинираха вкаменелости, изследвания на живи животни и хардуер, за да създадат роботизирана реплика на Orobates, наречена OroBOT. С ходещ робот, който да отведе това отдавна изчезнало животно през крачките му, изследователите успяха да „отворят черната кутия на извода“, казва Някатура и да определят най-вероятния начин, по който се е движил Оробат .
Експертите по биомеханика са използвали този подход и преди. Pleurobot, предназначен да проучи как се движат саламандрите, демонстрира, че роботиката може да даде представа за анатомията на живите същества. OroBOT възвръща същата логика назад през Deep Time, черпийки от проучвания за това как саламандри, скинги, игуани и каймани обикалят. Някатура и неговият екип дадоха на своите роботизирани Orobates различни позиции и походки за измерване на получените модели отпечатъци и след това сравниха резултатите с фосилизираните следи, оставени от живото преди стотици милиони години.
„Първо проучихме локомоцията на съществуващите видове много подробно, за да постигнем по-добро разбиране на механичните свойства на разпръснатия тетрапод, “ казва Някатура. Тези изследвания позволиха на изследователите да идентифицират биомеханични модели, които бяха приложени към техните модели на движение на тетрапод. Отпечатъците на изкопаемите действат като проверка на компютърните симулации, а движението на OroBOT използва симулациите, за да съответства на модела на отпечатъците.
„Подходът е изчерпателен, прозрачен и изрично базиран на доказателства“, казва палеонтологът от NYIT Джулия Молнар. „Мисля, че много други изследователи в тази област ще възприемат аспекти от своята методология.“
Както се оказва, начинът, по който се движат съвременните каймани, е добър аналог за Orobates . Праисторическият предшественик на гущери държеше тялото си от земята върху огънати крайници с леко движение отстрани, докато вървеше. Този тип движение се различава от това, което палеонтолозите очакваха. Предшествениците на Orobates, казва Молнар, "обикновено се характеризират като саламандър в своето движение, напълно разпръснати и може би влачат коремите си по земята."
Изглед отгоре на холотипния образец на Orobates pabsti . (Томас Мартенс / Музей дер Натур Гота) Макар че може да изглежда леко изместване в поведението, повдигането на корема от земята по време на ходене представлява значителна промяна от частично водни животни, които влачат телата си почти като плуват по сушата, и животни, които са се развили да ходят предимно по твърда земя, „Други изследователи по-рано предположиха, че напредналото движение, което направихме за Orobates, е възникнало само след произхода на амниоти“, казва Някатура, но новите резултати показват, че тези по-специализирани начини за придвижване по сушата са се развили много по-рано.
Механиката на OroBOT е специално насочена към Orobates, но изследванията показват как роботиката би могла да помогне за отключване на тайни през критично време в историята на живота. Резултатът от новото изследване, казва Молнар, „предполага, че стволовите амниоти не са били ограничавани до напълно разпръснати пози и може да е имало голямо разнообразие от пози и походи на различните животни, използвани в различни ситуации.“ Между видовете, завързани към водата и онези, които са прекарали живота си изцяло на сушата, разбърквайки се между водни и сухоземни царства, същества като Оробати наистина биха могли да спънат своите неща.
