Данас ваш пас користи свој реп за махање, показивање и лов у кругу. Али репови раде много више од тога: пре 360 милиона година помогли су првим шетачима земљишта да изврше судбоносни еволутивни прелаз из воде на копно. У новој студији, истраживачи су користили роботе који су тврдоглави и дизајнирани да се крећу попут амфибијске „блатне рибе“ како би показали да су први шетачи копном можда користили своје репове за навигацију издајничким обалама.
Сличан садржај
- Самоподмазујуће мачеве излучују уље да би брзо пливало
Открића, детаљно објављена у овонедељном броју часописа Сциенце, могла би помоћи дизајнирању амфибијских робота који могу ефикасно клизити по изазовним површинама, попут песка који може струјати око удова и ометати кретање. (Не говорећи за шта би се ови паметни роботи могли користити, али вреди приметити да су ову студију делимично финансирали Амерички уред за истраживање војске и Војна истраживачка лабораторија.)
„Земља није само чврсти бетон или стијене. Може се састојати од песковитог и блатњавог растреситог терена који тече додиром, а прелазак преко таквих врста материјала уопште није безначајан “, каже вођа студије Даниел Голдман, биофизичар из Георгиа Тецх-а који се специјализовао за покретање животиња.
Да би стекли више увида у кретање раних земаљских кичмењака, или тетраподова, Голдман и његове колеге проучавали су кретање афричког блатњака, мале рибе амфибије која живи у подручјима плиме и обале и проводи своје време и у води и на песку и блатне површине. Мудски шипари користе своје перасто пераје да се шетају по земљи, а познато је да повремено скачу ударајући реповима.
Посматрања тима открила су да је реп блатњака само незнатно користан за кретање по равним површинама - али постаје значајно важнији када створење мора да се покрене клизавим нагибима.
Да би боље схватили како блатни песак користи своје пераје и реп, научници су користили 3Д штампач да би направили робота који опонаша неке од кључних покрета овог бића. Оно што је најважније, „МуддиБот“ може да гурне према горе и гурне своје предње удове уназад - покрет назван „дробљењем“ - и може поставити свој снажни реп под различитим угловима на земљу у односу на удове.
„То није најгламурознији уређај, “ каже Голдман, „али је добро контролисан. Ми користимо робота да бисмо радили науку и у овом случају говорили о стварима које су се десиле пре 360 милиона година. “
Робот има два удова и снажан реп, а кретање омогућавају електрични мотори. (Роб Фелт, Георгиа Тецх) Као и блатни комбија, и МуддиБот-у је био потребан ударац с репа да би се успињао по пјешчаном нагибу од 20 степени. Реп је такође био користан за сидрење, тако да робот није клизнуо уназад низ падину.
„Гледајући роботе, успели смо да издвојимо неке од користи употребе репова у сарадњи са удовима“, каже Голдман. "Посебно за стрмо нагнуте материјале, ако не користите реп, брзо се натежете."
Открића су важан корак - није предвиђена казна - ка разумевању механичких принципа ране тетрапод локомоције и нарочито важности репова, каже Јохн Ниакатура, еволутивни биолог са Универзитета Хумболдт у Берлину, који није био укључен у студију.
„Дуго времена се кретање саламандером сматрало најадекватнијим моделом [за рано кретање тетрапода]“, каже Ниакатура, који је написао сродни вести о открићима Сциенце . „Будући да саламандери не користе реп на овај начин на изазовним носачима попут стрмих, пешчаних нагиба, о репу нико није помислио.“
Ниакатура је такође похвалио иновативне методе тима. „Оно што ми се у овом раду свиђа је то што он потиче из различитих истраживачких приступа: роботика, симулације, биомеханика живих риба“, каже он. „Примена симулације и посебно робота нуди велике могућности функционалних закључака у палеонтологији. Ови приступи омогућавају (ви) да систематски мењате појединачне параметре. Може се истражити читав „параметарски простор“, укључујући комбинације параметара које се не могу приметити код живих животиња. “
Јохн Хутцхинсон, професор еволуционе биомеханике на Универзитету у Лондону, сложио се са тим. Прелазак са воде на копно „био је главни прелаз у еволуцији краљежњака и поставио је позорницу свему што се од тада догодило на копну у групи краљежњака“, каже Хутцхинсон, који није био укључен у истраживање. "Нико никада није користио роботе да бацају светло на ово подручје, тако да ће бити занимљиво видети где то иде."
