Игра в аммонита: бионические роботы помогли понять, как плавал древний моллюск
Аммониты были головоногими моллюсками, которые доминировали в морях палеозойской и мезозойской эр, порой достигая внушительных размеров. Чтобы понять, как плавали эти животные с разнообразными спиральными раковинами, ученые создали подводных роботов-аммонитов и оценили их гидродинамические свойства.
Палеонтологам не всегда просто понять, как выглядело, питалось или передвигалось то или иное древнее существо, ведь все, чем они располагают, — ограниченный набор окаменелостей. Поэтому образ жизни вымерших животных порой приходится сильно пересматривать и уточнять.
Иногда с этой целью применяют реконструкции — модели, воспроизводящие морфологию древних организмов, например роботов. Именно такой подход избрали авторы новой публикации в журнале Scientific Reports, которые использовали 3D-печать для создания плавучих роботов, имитирующих и форму раковины аммонитов, и их манеру плавать.
Внутри каждого есть небольшой электродвигатель, создающий реактивную тягу, благодаря которому такой робот способен к самостоятельному передвижению. С помощью этих бионических (то есть имитирующих живое) устройств исследователи смогли выявить связь между движением животных и устройством их раковины.
В общей сложности известно свыше 10 тысяч видов аммонитов: они господствовали в морях сотни миллионов лет, на протяжении палеозоя и всего мезозоя, однако полностью исчезли вскоре после вымирания динозавров. Аммониты названы так в честь древнеегипетского бога воздуха Амона, которого часто изображали с бараньим рогами — именно их напоминают многие древние раковины. Они могли иметь различную форму и даже быть асимметричными, но, как правило, росли по спирали, образуя новые камеры снаружи от уже существующих. Сам моллюск то и дело «переезжал» в новые отсеки, а старые мог заполнить газом, чтобы регулировать свою плавучесть.
Ученых интересовало, как различия в форме раковины аммонита влияли на ее движение в воде. Их многообразие описали с помощью треугольного морфологического пространства, каждая точка в котором изображает конкретного моллюска, а каждая из осей — определенный параметр раковины.
Таким образом в углах оказались крайности — раковины с наиболее выраженными чертами. Так, модель под названием серпентикон имеет узкие камеры при широкой раковине, сферокон — почти сферическую форму и немногочисленные широкие камеры, оксикон же представляет собой нечто среднее и сочетает их признаки.
Во время испытаний роботов-аммонитов в воде в очередной раз оказалось, что не все в эволюции просто и однозначно. «Мы ожидали, что каждая конкретная форма окажется связанной с различными выгодными свойствами и изменениями, — признается Дэвид Петерман (David Peterman) из Университета Юты (США), один из авторов. — Эволюция даровала им (аммонитам. — Прим. ред.) особенный способ передвижения после того, как они поднялись с морского дна благодаря раковине со множеством камер, заполненной газом. Эти животные напоминают прочные подлодки, плывущие за счет выбрасываемых ими потоков воды».
При такой конструкции маневренность неизбежно страдает, и в этом отношении аммонитам далеко до современных лишенных раковины головоногов вроде осьминогов, каракатиц и тем более кальмаров.
В итоге исследователи выявили своеобразный размен между стабильностью конструкции раковины аммонитов и ее маневренностью: наращивая одно, моллюск неизбежно теряет другое. Главный вывод хорошо укладывается в эволюционное учение: идеальной раковины нет и не может быть, а спектр имеющихся форм приспособлен для определенных условий и решения конкретных задач.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
В настоящее время для выращивания сельскохозяйственных культур используют минеральные и органические удобрения. Проблема в том, что неорганические соединения со временем закисляют почву и при длительном или избыточном внесении способствуют накоплению в ней тяжелых металлов. Органические удобрения могут содержать болезнетворные бактерии и антибиотики, которые вредят почвенной микрофлоре. Поэтому в качестве альтернативы ученые рассматривают возможность использования в качестве удобрения микроводорослей, обитающих в пресных и морских водах. Однако их массовому применению в сельском хозяйстве мешает высокая себестоимость производства. Ученые Пермского Политеха впервые нашли способ сделать такое удобрение более доступным. Они вырастили микроводоросли на дымовом газе, имитирующем газовые выбросы промышленных предприятий, который обычно выбрасывают в атмосферу. Испытания показали, что длина и масса проростков увеличились на 13 процентов, всхожесть выросла до 97 процентов, а скорость прорастания — на шесть процентов. При этом новое удобрение более безопасно: оно не накапливает токсины, полностью разлагается и не содержит патогенов и антибиотиков.
На протяжении десятилетий Тель-Авив воздерживался от этого шага, чтобы не испортить отношения с Турцией. Но после действий Израиля 2023-2026 годов официальная Анкара, как и множество государств мира, неоднократно осуждала Израиль, из-за чего изменилась и его позиция по геноциду.
Масштабный анализ ДНК показал, что леопарды в Капской области ЮАР измельчали не из-за случайных мутаций при вырождении популяции, а в результате целенаправленной эволюционной адаптации к местной среде обитания.
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии