Orobates pabstiอาจมีท่าเดินที่พัฒนามากกว่าที่เคยคิดไว้
Orobates pabstiอาศัยอยู่ระหว่าง 280 ล้านถึง 290 ล้านปีก่อน แต่มันค่อนข้างก้าวหน้าในการเคลื่อนไหว
โดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ โครงกระดูกสล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำที่สร้างขึ้นใหม่ เส้นทางฟอสซิล และหุ่นยนต์เดินที่ชื่อ OroBOT นักวิทยาศาสตร์พบว่าสิ่งมีชีวิตสี่เท้าโบราณนี้มีท่าเดินที่มีประสิทธิภาพอย่างน่าประหลาดใจ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าการพัฒนาวิธีการเดินขั้นสูงอาจไม่ได้เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับความหลากหลายของ tetrapods ในภายหลังตามที่คิดไว้ นักวิจัยรายงานในวันที่ 17 มกราคมในNature
นักวิทยาศาสตร์สนใจว่าO. pabstiอาจเคลื่อนไหวอย่างไร เนื่องจากสัตว์ชนิดนี้เป็นสัตว์น้ำคร่ำกลุ่มแรกสุด ซึ่งเป็นกลุ่มที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 350 ล้านปีก่อน ทั้งสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ต่างจากสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำซึ่งมีลูกอ่อนในน้ำ สัตว์น้ำคร่ำสามารถอาศัยอยู่ได้ทั้งหมดบนบก เยื่อหุ้มป้องกันรอบๆ ตัวอ่อนช่วยให้น้ำคร่ำสามารถข้ามช่วงชีวิตของลูกอ๊อดได้: ไข่ของสัตว์เลื้อยคลาน (รวมถึงนก) สามารถวางบนบกในรัง ตัวอ่อนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอยู่ภายในแม่
John Nyakatura นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการแห่งมหาวิทยาลัย Humboldt แห่งเบอร์ลินซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาใหม่กล่าวว่าเยื่อหุ้มน้ำคร่ำถือเป็นนวัตกรรมทางวิวัฒนาการที่สำคัญเพื่อให้สามารถตั้งถิ่นฐานที่อยู่อาศัยที่แตกต่างกันได้
การทำความเข้าใจว่าสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำเดินบนบกได้อย่างไรจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจต้นกำเนิดของ amniote ได้ดีขึ้น และในที่สุดพวกมันก็กระจายไปทั่วทวีปได้อย่างไร Nyakatura กล่าว “ Orobatesฟอสซิลที่เรามุ่งเน้นในเรื่องนี้ เป็นญาติสนิทกับบรรพบุรุษร่วมกันสุดท้ายของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและสัตว์เลื้อยคลาน” เขากล่าว
นักวิจัยได้อธิบายO. pabsti เป็นครั้งแรก ในปี 2547 หลังจากการค้นพบฟอสซิลของสิ่งมีชีวิตที่เก็บรักษาไว้อย่างสวยงามในไซต์ทางตอนกลางของเยอรมนีที่รู้จักกันในชื่อย่าน Bromacker Stuart Sumida นักบรรพชีวินวิทยาสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ California State University, San Bernardino ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาครั้งใหม่กล่าวว่า “การอนุรักษ์เป็นสิ่งที่มหัศจรรย์” “สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่เก็บรักษาไว้ตั้งแต่ปลายจมูกจรดปลายหาง” สุมิดะกล่าว “พวกมันได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างดีจนเราสามารถตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของพวกเขาได้”
จากนั้นไม่กี่ปีต่อมา
นักวิจัยได้เชื่อมโยงสิ่งมีชีวิตเหล่านี้กับรอยเท้าชุดหนึ่งที่เรียกว่าลู่วิ่ง ซึ่งพบในท้องที่เดียวกัน ทำให้มีเบาะแสเพิ่มเติมว่าสัตว์จะเดินอย่างไร แต่การนึกภาพการเดินนั้นมีประโยชน์มากกว่าการรู้ว่าสัตว์วางเท้าไว้ที่ใด มีการใช้วิธีการต่างๆ เพื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของสัตว์ที่สูญพันธุ์ รวมถึงการตรวจสอบกายวิภาคของพวกมันจากฟอสซิลการศึกษาเส้นทางเดิน ( SN: 1/30/10, p. 9 ) หรือแม้แต่การสร้างหุ่นยนต์ ผู้เขียนร่วมการศึกษา Kamilo Melo นักชีวหุ่นยนต์จาก École Polytechnique กล่าว Fédérale de Lausanne ในสวิตเซอร์แลนด์ แต่สิ่งที่แตกต่างไปจากการศึกษาใหม่นี้ Melo กล่าวคือ นักวิทยาศาสตร์ได้รวมกลวิธีหลายอย่างเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ค่าประมาณการเดินของสิ่งมีชีวิตโบราณได้ดีที่สุด
นักวิจัยได้สร้างโครงกระดูกของสิ่งมีชีวิตขึ้นใหม่เป็นครั้งแรก และใช้มันเพื่อจำกัดช่วงการเคลื่อนที่ของแขนและขาที่เป็นไปได้ เรียกว่าการจำลองจลนศาสตร์ “คุณสร้างหุ่นกระบอก และดูว่าข้อต่อแต่ละข้อสามารถขยับได้กี่มุม” เมโลกล่าว และนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างการจำลองแบบไดนามิก ซึ่งรวมถึงปัจจัยต่างๆ เช่น แรงโน้มถ่วง การเสียดสี และความสมดุล เพื่อตรวจสอบจริงๆ ว่าสัตว์จะเดินได้อย่างไร
ทีมงานยังมองหาสัตว์สี่เท้าสมัยใหม่ รวมทั้งซาลาแมนเดอร์ สลิง ไคมาน และอีกัวน่า เพื่อตรวจสอบช่วงการเคลื่อนที่ที่เป็นไปได้สำหรับเตตราพอด ยกตัวอย่างเช่น สกินคและซาลาแมนเดอร์ถือร่างกายให้ต่ำลงโดยให้แขนขาเหยียดออกไปด้านข้างมากขึ้น ในขณะที่ไคมานมีแนวโน้มที่จะมีแขนขาที่ตรงมากกว่า
ในที่สุด นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างหุ่นยนต์ tetrapod ที่มีชื่อว่า OroBOT เพื่อแสดงท่าเดินที่เป็นไปได้และจับคู่ภาพพิมพ์ที่พวกเขาสร้างขึ้นกับรอยทางฟอสซิล ในที่สุด นักวิจัยได้พิจารณารูปแบบการเคลื่อนไหวที่เป็นไปได้ต่างๆ 512 แบบ โดยให้คะแนนพวกมันในระดับต่างๆ เช่น การใช้พลังงาน ความสมดุล และความแม่นยำ — การเดินสร้างรอยทางฟอสซิลได้ดีเพียงใดโดยไม่ลื่นไถลหรือไถล (นักวิจัยยังได้นำการจำลองแบบดิจิทัลของพวกเขามาสู่โลกออนไลน์ด้วยลองใช้ท่าเดินแบบต่างๆ ที่นี่ )
ข้อมูลชี้ให้เห็นว่าO. pabstiมีรูปแบบการเดินที่ค่อนข้างสูง ซึ่งก่อนหน้านี้นักวิจัยคิดว่าน่าจะเป็นของ Tetrapods ในภายหลัง มันยกท้องขึ้นจากพื้นและมีท่าเดินที่มั่นคงและมีประสิทธิภาพโดยไม่มีคลื่นเหมือนซาลาแมนเดอร์จากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง การเดินแบบนั้นอาจช่วยให้สัตว์อนุรักษ์พลังงานได้
สุมิดะชื่นชมการออกแบบหลายแฉกของการศึกษา ซึ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบสิ่งที่ค้นพบได้หลายวิธี ตั้งแต่ฟอสซิลไปจนถึงการจำลองแบบดิจิทัล ไปจนถึงหุ่นยนต์ นอกจากนี้ เขายังตั้งข้อสังเกตอีกว่า การวิเคราะห์ทางชีวกลศาสตร์ของทีมได้ยืนยันบางสิ่งที่ผู้ค้นพบฟอสซิลเท่านั้นที่สงสัยก่อนหน้านี้ นั่นคือO. pabstiเป็นสัตว์บกอย่างสมบูรณ์ซึ่งอาจมีการเดินที่ค่อนข้างทันสมัยสล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
