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 Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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