Самоходните роботизирани амонити дават представа за еволюцията

Сподели

Много преди първите динозаври да бродят по земята, океаните са били пълни със същества, известни като амонити. Учените вече са създали редица роботизирани амонити, за да видят как различните форми на черупките, които са развили, са повлияли на движението им във водата.

Амонитите принадлежат към групата на морските безгръбначни главоноги, настоящи членове на която включват октоподи, калмари и сепия. За разлика от тези примери обаче амонитите са имали защитни външни обвивки – и тези черупки не са поддържали една последователна форма в целия запис на вкаменелости.

Водени от постдокторант Дейвид Питърман и ас. Проф. Катлийн Ритърбуш, екип от университета в Юта, наскоро се зае да определи как различните форми на черупките влияят на придвижването на животните. За да направят това, учените създадоха свободно плуващи роботизирани амонити.

Всеки от тях се състоеше от 3D-отпечатана полимерна обвивка с водонепроницаема вътрешна камера, вътре в която имаше електроника, включително батерии, микроконтролер, мотор и водна помпа, задвижвана от работно колело. Имаше и пълни с въздух кухини и противотежести, за да се повтори разпределението на теглото на съществуващия наутилус – това е единственото днешно главоного с черупка.

Нещо повече, роботите бяха неутрално плаващи. Това означава, че когато са поставени във водата, те нито са потънали на дъното, нито са изплували на повърхността.

Техните форми на черупката включват змиевиден конус, който комбинира стегнати вихри с тясна черупка; сферичен конус, който се отличава с няколко дебели вихри и по-широка, почти сферична черупка; и някъде по средата оксикон, който комбинира дебели вихри с тясна, опростена черупка.

Всеки модел първоначално беше поставен в подводна скоба в басейн, след което освободен, за да може да си проправи път през водата. Докато го правеше, неговите движения и позиция в триизмерното пространство бяха записани от подводна видеокамера. Всеки модел направи около дузина индивидуални серии.

Сфероконичният робот отива да плува
Сфероконичният робот отива да плува

Дейвид Питърман

Когато кадрите бяха анализирани, беше установено, че всяка форма има своите силни и слаби страни. По-тесните черупки, например, произвеждат по-малко съпротивление и са по-стабилни, когато се движат направо през водата. По-широките черупки, макар и да осигуряват по-бавно, по-малко енергийно ефективно пътуване, могат да променят посоката по-лесно – характеристика, която може да е помогнала на амонитите да хващат плячка или да избягат от хищници.

“Тези резултати потвърждават, че няма една единствена оптимална форма на черупката”, каза Питърман. “Естественият подбор е динамичен процес, променящ се във времето и включващ многобройни функционални компромиси и други ограничения. Главоногите с външна черупка са перфектни цели за изучаване на тази сложна динамика поради техния огромен времеви диапазон, екологично значение, изобилие и високи темпове на еволюция.”

Статия за изследването беше публикувана наскоро в списанието Научни доклади.

източник: Университет на Юта



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели