德國(guó)發(fā)現(xiàn)的Orobates pabsti化石挑戰(zhàn)對(duì)于已滅絕動(dòng)物如何移動(dòng)的研究

視頻：德國(guó)發(fā)現(xiàn)的Orobates pabsti化石挑戰(zhàn)對(duì)于已滅絕動(dòng)物如何移動(dòng)的研究
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)美國(guó)國(guó)家地理（撰文：JASON BITTEL 編譯：石頤珊）：3億年前，地球上住著一種大小如小型犬的發(fā)現(xiàn)奇異生物，它名叫Orobates pabsti。化何移 大多數(shù)人都不認(rèn)識(shí)它的石挑名字，但是戰(zhàn)對(duì)科學(xué)家認(rèn)為這種動(dòng)物和爬蟲類、恐龍、于已研究鳥(niǎo)，滅絕甚至哺乳類的德國(guó)的O動(dòng)物動(dòng)最后共祖是關(guān)系很近的表親。
現(xiàn)在，發(fā)現(xiàn)科學(xué)家不但知道O. pabsti曾經(jīng)漫步地球，化何移他們還知道它是石挑怎么走的。
O. pabsti真的戰(zhàn)對(duì)很特別──在骨骸化石和足印化石都保存良好的動(dòng)物中，它是于已研究目前出土最古老的一種。 單看哪一種線索都不夠充分，滅絕但是德國(guó)的O動(dòng)物動(dòng)將兩種放在一起就可以提供一套架構(gòu)，讓科學(xué)家能從計(jì)算機(jī)仿真到使用真實(shí)的機(jī)器人，重建出這種古代動(dòng)物的步態(tài)。
這項(xiàng)研究能幫助生物學(xué)家，了解動(dòng)物移動(dòng)方式演化成如今樣貌的時(shí)間和原因，而且可能成為進(jìn)一步研究的先聲：了解我們的祖先從海中踏上陸地的方式。
舉例來(lái)說(shuō)，科學(xué)家認(rèn)為疾走于今日德國(guó)的O. pabsti可能長(zhǎng)得很像凱門鱷。 這叫人意外，約翰． 內(nèi)亞卡圖拉（John Nyakatura）說(shuō)，他是柏林洪堡大學(xué)（Humboldt University）的演化生物學(xué)家，也是這篇1月中旬出刊在《自然》（Nature）期刊上的論文第一作者。 科學(xué)家原本認(rèn)為這個(gè)時(shí)期的動(dòng)物移動(dòng)方式可能更像蠑螈，四肢向外伸展而身體貼近地面。
另一方面，凱門鱷移動(dòng)的時(shí)候會(huì)將軀干懸在空中，許多科學(xué)家認(rèn)為這種較先進(jìn)的移動(dòng)方式，是在數(shù)百萬(wàn)年后會(huì)產(chǎn)卵的羊膜動(dòng)物出場(chǎng)后才演化出來(lái)。
「如果Orobates和羊膜動(dòng)物的最后共祖可能已經(jīng)演化出這種先進(jìn)的移動(dòng)方式，那么這種移動(dòng)方式，似乎就和卵生動(dòng)物的演化沒(méi)有關(guān)聯(lián)。 」內(nèi)亞卡圖拉說(shuō)。
跟隨Orobates的腳步
為了更加了解O. pabsti如何昂首闊步，科學(xué)家首先依據(jù)這只動(dòng)物的骨骸建出3D數(shù)字模型。 他們接著用計(jì)算機(jī)仿真O. pabsti以不同步態(tài)走出那些足跡化石的模樣。
很多動(dòng)物都可以走出這樣的足跡，但是他們移動(dòng)的形式會(huì)稍有個(gè)別差異，例如石龍子會(huì)讓四肢保持接近地面，而鬣蜥行走時(shí)則會(huì)將上半身抬起，研究共同作者卡米洛． 梅洛（Kamilo Melo）說(shuō)。 他是瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne）的生物機(jī)器人專家。
跑過(guò)512種仿真后，有些步態(tài)顯然在解剖學(xué)上不可行，內(nèi)亞卡圖拉說(shuō)，因?yàn)樗鼈儠?huì)迫使O. pabsti的骨頭相互撞擊，或?qū)е滤耐箨P(guān)節(jié)斷裂。
以機(jī)器人來(lái)仿真行走
然而有些變因無(wú)法在計(jì)算機(jī)仿真中精準(zhǔn)呈現(xiàn)，例如重力、摩擦力與平衡，梅洛說(shuō)。 研究團(tuán)隊(duì)想在現(xiàn)實(shí)世界中試試看，因此使用了仿生機(jī)器人OroBOT。
動(dòng)物的移動(dòng)方式可以提供科學(xué)家許多關(guān)于其生活的信息，而研究人員正是想藉此搜集更多這種如鱷魚般的遠(yuǎn)古生物Orobates pabsti的數(shù)據(jù)。
藉由調(diào)整特定參數(shù)，例如移動(dòng)時(shí)脊椎彎曲程度、四足能向外伸展多少、肩關(guān)節(jié)移動(dòng)范圍，OroBOT可以排除更多候選步伐。 有些步態(tài)會(huì)讓OroBOT踉蹌且跌地四腳朝天，梅洛說(shuō)。 而且這還不是最慘的情形。
「其實(shí)我們弄斷了它的一根肋骨。 」他說(shuō)。
最后，研究團(tuán)隊(duì)決定了一種類似凱門鱷的步態(tài)作為最有可能的配對(duì)。 不過(guò)為了確認(rèn)他們的研究方法夠可靠，團(tuán)隊(duì)回頭對(duì)凱門鱷與蠑螈等現(xiàn)生物種做了一樣的實(shí)驗(yàn)，測(cè)試他們是否能夠單靠足跡與骨骸的數(shù)字模型來(lái)推測(cè)這些動(dòng)物如何移動(dòng)。 當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)出了這些動(dòng)物在大自然中實(shí)際被觀察到的步態(tài)時(shí)，團(tuán)隊(duì)知道他們抓到些重點(diǎn)了。
「提出挑戰(zhàn)」
內(nèi)亞卡圖拉強(qiáng)調(diào)這些技術(shù)以前都有人試過(guò)，但是在此之前都沒(méi)有人將它們?nèi)恳黄鹜度雴我辉敱M的研究。 「我想我們應(yīng)該能為自己的發(fā)想感到頗為驕傲。 」他說(shuō)。
茱莉亞． 穆?tīng)柤{（Julia Molnar）是一名紐約理工學(xué)院（New York Institute of Technology）的比較解剖學(xué)家，她似乎同意上述評(píng)估，說(shuō)這篇論文為這個(gè)領(lǐng)域設(shè)立了新標(biāo)竿。
「他們真的挑戰(zhàn)了對(duì)已滅絕動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模式的研究。 」穆?tīng)柤{說(shuō)。 若將目光放遠(yuǎn)，穆?tīng)柤{說(shuō)像O. pabsti這樣較不為人知的生物實(shí)在很有趣，因?yàn)樗鼈兡軌騾f(xié)助我們了解我們的遠(yuǎn)祖走上陸地生活的故事。
「我認(rèn)為這還只是一個(gè)非常棒的故事中，很前面的部分。 」穆?tīng)柤{說(shuō)。