Однако, из-за ограниченности данных окаменелостей, ученым до сих пор не хватает полной картины этого процесса. Новое исследование предлагает необычный подход для изучения этого перехода: команда робототехников в содружестве с палеонтологами и биологами из Кембриджского университета создает роботов, чтобы изучить, как древние рыбы могли изменить способ передвижения с плавания на ходьбу.
Возглавляет работу доктор Майкл Ишида, сотрудник кафедры инженерных наук Кембриджского университета. По его словам, палеонтологи получают важные данные о строении суставов и конечностей древних рыб из ископаемых окаменелостей, но одних только этих сведений недостаточно, чтобы воссоздать полную картину выхода животных на сушу. «Здесь на помощь приходят роботы», — объясняет Ишида. «Они помогают заполнить пробелы в наших знаниях, особенно когда речь идет о крупных эволюционных изменениях в движении позвоночных».
Команда исследователей, работающая в лаборатории био-вдохновленной робототехники под руководством профессора Фумии Ииды, разрабатывает «палео-вдохновленных» роботов, опираясь на строение живущих в наши дни на суше рыб, например, илистых прыгунов, а также на данные окаменелостей, в которых сохранились вымершие рыбы. Создавая роботизированные устройства, имитирующие собой скелеты древних рыб, их суставы и мышцы, ученые пытаются понять, как двигались такие существа.
Одной из главных задач команды является выяснение, какие способы передвижения были наиболее энергоэффективными. Роботы помогут ответить на вопросы о том, сколько энергии требовалось для различных движений и какие из них могли быть наиболее успешными для ранних животных, вышедших на сушу. Эти данные могут подтвердить или опровергнуть существующие гипотезы об эволюции конечностей у первых наземных животных.
Проблема в том, что многие виды древнейших животных известны лишь по фрагментам скелетов, что затрудняет восстановление их полного строения и движений. «Часто мы можем лишь предполагать, как соединялись их кости и работали суставы», — говорит Ишида. Именно здесь роботы могут сыграть решающую роль, помогая проверить гипотезы ученых на практике.
Несмотря на то, что роботы уже широко используются для изучения передвижения современных животных, их применение для исследования вымерших видов пока редкость. «Мы надеемся, что наш проект побудит других экспертов использовать робототехнику, чтобы изучить биомеханику вымерших видов животных», — отмечает Ишида. По его словам, роботы могут воспроизвести взаимодействие с реальной окружающей средой, что дает уникальные возможности для проверки теорий ученых.
Сейчас команда только начала разработку палеороботов, но уже в ближайший год исследователи планируют получить первые результаты. Специалисты надеются, что их работа поможет не только лучше понять процессы эволюции живых существ, способы их адаптации к кардинальным изменениям окружающей среды, но и откроет новые возможности для междисциплинарного сотрудничества между биологами и инженерами.
Ранее палеонтологи обнаружили млекопитающее, обитавшее в болотах и жившее рядом с динозаврами.