Paleontologi se soočajo s stalno dilemo. Organizmi, ki vzbujajo njihovo znanstveno pozornost, so že dolgo mrtvi, v življenju jih je nemogoče gledati. Znanstvene rešitve, kot so vrnitev vrst pred izumrtjem ali potovanje v času, niso na voljo. Toda s kombiniranjem izjemnih fosilov z robotiko je skupina raziskovalcev rekonstruirala, kako je visok eden od naših oddaljenih sorodnikov, ki so mu podobni kuščarji.
Nesrečno združevanje fosilov je omogočilo začetek. Na prvi pogled lahko 300-letni pabsti Orobates izgleda kot močan kuščar. V resnici je ta žival iz permskega obdobja strokovnjaki znani kot stebelni amniot - vretenčar, ki je del evolucijske ločnice med dvoživkami, ki se razmnožujejo v vodi, in zadnji skupni prednik sesalcev in plazilcev, ki odlagajo jajca na kopno . Kar Orobates izstopa, je to, da so bili najdeni fosilni okostji te živali s sledmi, ki so jih ustvarila življenja.
Kombinacija okostja in gosenic, ki jih je izdelal Orobates, je v zapisu o fosilih izjemno redka. Večina gosenic najdemo brez kosti, ki je z njimi povezana, zato je težko natančno določiti, katere vrste so naredile odtise. Orobates je izjema, ki omogoča podrobnosti o tem, kako je žival hodila, neposredno privezane nazaj na anatomijo okostja.
OroBOT hodi proti kameri. (Tomislav Horvat / Kamilo Melo / EPFL Lozana) "To pomeni zelo redko združenje sledilcev, zlasti glede na starost fosilov, " pravi John Nyakatura, strokovnjak za biomehaniko na univerzi Humboldt v Berlinu. Iskanje okostja skupaj s sledmi predstavlja vznemirljivo priložnost za paleontologe, saj Orobates sedi na pomembnem stičišču v evolucijski zgodovini življenja. " Orobate je mogoče razumeti kot ključni fosil za razumevanje razvoja vretenčarjev, saj je zelo blizu bratranec zadnjih skupnih prednikov sesalcev, plazilcev in ptic, " pravi Nyakatura. Zato Orobates predstavlja bitja med prvimi vretenčarji, ki so se vlekli na kopno, in živalim podobnim živalim, ki so vodile zemeljsko življenje polnega časa.
V novi študiji Nature sta Nyakatura in njegovi sodelavci združili fosile, študije živih živali in strojne opreme, da bi ustvarili robotsko repliko Orobates, imenovano OroBOT. S sprehodnim robotom, ki je popeljal to dolgo izumrlo žival skozi njene korake, so raziskovalci lahko "odprli črno polje sklepanja", pravi Nyakatura in določili najverjetnejši način, kako se je Orobates premaknil.
Ta pristop so že prej uporabljali strokovnjaki za biomehaniko. Pleurobot, zasnovan za preučevanje gibanja salamandrov, je pokazal, da lahko robotika nudi vpogled v anatomijo živih bitij. OroBOT prevzema isto logiko skozi globoki čas, izhaja iz študij, kako se salamanderji, skinksi, iguane in caimans sprehajajo. Nyakatura in njegova ekipa sta svojemu robotskemu Orobatesu namenili različna stališča in poteze, s katerimi so lahko izmerili nastale vzorce odtisa, nato pa rezultate primerjali z fosilnimi sledmi, ki jih je živa žival zapustila pred stotimi milijoni let.
"Najprej smo podrobno preučili gibanje obstoječih vrst, da bi bolje razumeli mehanske lastnosti razprostirane tetrapodne lokomocije, " pravi Nyakatura. Te raziskave so raziskovalcem omogočile identifikacijo biomehanskih vzorcev, ki so bili uporabljeni na njihovih modelih gibanja tetrapodov. Fosilni odtisi so delovali kot preverjanje računalniških simulacij, gibanje OroBOT pa je simulacije uporabilo za vzorec odtisov.
"Pristop je celovit, transparenten in izrecno utemeljen na dokazih, " pravi paleontologinja NYIT Julia Molnar. "Mislim, da bodo mnogi drugi raziskovalci na tem področju sprejeli vidike svoje metodologije."
Kot kaže, je način, kako se premikajo sodobni kajmani, dober analog za Orobates . Prazgodovinski prednik kuščarjev je držal svoje telo ob tleh na upognjenih okončinah, z rahlim premikom vstran med hojo. Ta vrsta gibanja se razlikuje od tistega, kar so paleontologi pričakovali. Predhodniki Orobatesa, pravi Molnar, "so ponavadi značilni kot salamander v svoji lokomoti, ki se popolnoma razlegajo in morda vlečejo trebuh po tleh."
Pogled od zgoraj na holotipni primerek Orobates pabsti . (Thomas Martens / Muzej der Natur Gotha) Čeprav se morda zdi rahlo premikanje v vedenju, dviganje trebuha od tal med hojo predstavlja veliko spremembo od delno vodnih živali, ki vlečejo svoje telo skoraj tako, kot da plavajo po kopnem, in živali, ki so se razvile, da hodijo predvsem po trdnih tleh . "Drugi raziskovalci so prej domnevali, da je napredna gibljivost, ki smo jo sklepali za Orobates, nastala šele po nastanku amniotov, " pravi Nyakatura, vendar novi rezultati kažejo, da so se ti bolj specializirani načini gibanja po kopnem razvili veliko prej.
Mehanika modela OroBOT je ključna za Orobates, vendar raziskave dokazujejo, kako bi lahko robotika pomagala pri odkrivanju skrivnosti v kritičnem času v zgodovini življenja. Rezultat nove študije, pravi Molnar, "kaže na to, da matični amnioti niso bili omejeni na popolnoma razvito držo, poleg tega pa je pri različnih živalih lahko prišlo do najrazličnejših položajev in potez." do vode in tistih, ki so svoje življenje preživeli v celoti na kopnem, se pretakajo med vodnimi in kopenskimi kraljestvi, bitja, kot so Orobates, bi lahko resnično strgala svoje stvari.
