Paleontolozi se suočavaju sa stalnom dilemom. Organizmi koji potiču njihovu znanstvenu pažnju odavno su mrtvi, nemoguće ih je gledati u životu. Rješenja znanstvene fantastike poput vraćanja vrsta izumiranja ili putovanja vremena nisu dostupna za pomoć. No, kombinirajući izuzetne fosile s robotikom, tim istraživača rekonstruirao je kako je jedan od naših dalekih rođaka sličnih gušteru visoko.
Sretan par fosila pružio je mjesto za početak. Na prvi pogled, 300 milijuna godina stari pabsti Orobates mogao bi izgledati kao gadan gušter. U stvari, ova životinja iz permskog razdoblja je ono što stručnjaci znaju kao matični amniot - kralježnjak koji je dio evolucijske loze vodozemaca, koji se razmnožavaju u vodi, i posljednji zajednički predak sisavaca i gmizavaca, koji polažu jaja na kopno, Ono po čemu se Orobates ističe je to što su pronađeni fosilni skeleti ove životinje sa tragovima stvorenja stvorenih u životu.
Kombinacija kostura i staza koje je napravio Orobates izuzetno je rijetka u podacima o fosilima. Većina tragova nađena je bez ikakvih kostiju povezanih s njima, što otežava točno određivanje koje su vrste napravile tragove. Orobates je izuzetak koji omogućuje detalje kako je životinja hodala izravno vezana uz anatomiju kostura.
OroBOT hoda prema kameri. (Tomislav Horvat / Kamilo Melo / EPFL Lausanne) "Ovo predstavlja vrlo rijetku asocijaciju na praćenje pratitelja, posebno imajući u vidu starost fosila", kaže John Nyakatura, stručnjak za biomehaniku na Sveučilištu Humboldt u Berlinu. Pronalaženje kostura zajedno sa stazama pruža uzbudljivu priliku za paleontologe jer Orobates sjedi na važnom spoju u evolucijskoj prošlosti života. " Orobati se mogu smatrati ključnim fosilom za razumijevanje evolucije kralježnjaka, budući da je vrlo blizak rođak posljednjih zajedničkih predaka sisavaca, gmizavaca i ptica", kaže Nyakatura. Stoga Orobates predstavlja bića između prvih kralježnjaka koji su se povukli na kopno i životinje poput guštera, koje su vodile zemaljske živote pune ruke vremena.
U novom istraživanju Nature, Nyakatura i njegovi kolege kombinirali su fosile, studije živih životinja i hardvera kako bi izradili robotsku kopiju Orobatesa, nazvanu OroBOT. Pomoću robota koji je hodao kako bi izveo ovu davno izumrlu životinju kroz nju, istraživači su uspjeli „otvoriti crnu kutiju zaključka“, kaže Nyakatura i utvrditi najvjerojatniji način na koji se Orobates kretao.
Stručnjaci biomehanike ovaj su pristup koristili i prije. Pleurobot, dizajniran da prouči kretanje salamandra, pokazao je da robotika može pružiti uvid u anatomiju živih bića. OroBOT vraća istu logiku kroz Deep Time, crpeći iz studija o načinu na koji se salamanderi, skinks, iguane i caimans obilaze. Nyakatura i njegov tim dali su svojim robotiziranim Orobatesima različita stajališta i poteze za mjerenje rezultirajućih obrazaca stopala, a zatim su usporedili rezultate sa fosiliziranim tragovima koje su žive životinje ostavile prije stotine milijuna godina.
"Prvo smo detaljno proučavali kretanje postojećih vrsta kako bismo bolje razumjeli mehanička svojstva prostiranog tetrapodnog lociranja", kaže Nyakatura. Ova su istraživanja omogućila istraživačima da identificiraju biomehaničke obrasce koji su primijenjeni na njihove modele kretanja tetrapoda. Fosilni otisci djelovali su kao provjera simulacija računala, a gibanje OroBOT-a koristilo je simulacije da odgovaraju obrascu otisaka stopala.
"Pristup je sveobuhvatan, transparentan i na eksplicitno utemeljen na dokazima", kaže paleontologinja NYIT-a Julia Molnar. "Mislim da će mnogi drugi istraživači na ovom polju usvojiti aspekte svoje metodologije."
Kako se ispostavilo, način na koji se kreću moderni kajmani dobar je analog za Orobates . Prapovijesni predak gušterima držao je tijelo od tla nagnutim udovima, laganim pokretom bočno u stranu dok je hodao. Ova vrsta kretanja razlikuje se od onoga što su paleontolozi očekivali. Moldarovi prethodnici, kaže Molnar, "obično se obilježavaju poput salamandra u svojoj lokomociji, u potpunosti rašireni i možda vukući trbuh po zemlji."
Pogled odozgo na holotipni primjerak Orobates pabsti . (Thomas Martens / Muzej der Natur Gotha) Iako se može činiti kao lagani pomak u ponašanju, dizanje trbuha od zemlje dok hoda predstavlja veliku promjenu od djelomično vodenih životinja koje vuku svoja tijela gotovo kao da plivaju kopnom, i životinja koje su evoluirale kako bi prvenstveno hodale po čvrstom tlu, "Drugi su istraživači ranije pretpostavili da je napredna lokomotiva koju smo zaključili za Orobates nastala tek nakon podrijetla amniota", kaže Nyakatura, ali novi rezultati govore da su se ovi specijaliziraniji načini kretanja po kopnu razvijali mnogo ranije.
Mehanika modela OroBOT posebno je ključna za Orobates, ali istraživanje pokazuje kako robotika može pomoći otključavanju tajni tijekom kritičnog vremena u životnoj povijesti. Rezultat nove studije, kaže Molnar, "sugerira da amnioti stabljike nisu bili ograničeni na potpuno raširene položaje, a možda je bilo i različitih položaja i poteza različitih životinja koje su korištene u različitim situacijama." Između vrsta vezanih vrsta do vode i onih koji su svoj život proveli u potpunosti na kopnu, pomičući se između vodenih i kopnenih carstava, stvorenja poput Orobata stvarno bi mogla uspraviti svoje stvari.
