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 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 раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
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.
Команда археологов в составе младшего научного сотрудника Отдела славяно-финской археологии ИИМК РАН Натальи Григорьевой и археозоологов Института экологии растений и животных УрО РАН Ольги Бачуры и Татьяны Лобановой завершила комплексное исследование коллекции костей животных из раскопок поселения на Земляном городище Старой Ладоги (Ленинградская область). В ходе работы удалось проследить изменения системы хозяйства жителей на протяжении почти 10 веков.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
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.
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