Cómo se movieron los primeros animales terrestres hace 360 millones de años Georgia Tech Ver a un saltador del barro hacer torpemente sus asuntos terrestres, sería perdonado por asumir que este era su primer día en el planeta. Estos peces pasan gran parte de su vida retorciéndose y garabateando fuera del agua, respirando por la piel y reteniendo agua en la boca y las cámaras branquiales. Y aunque sus movimientos pueden parecer aleatorios y torpes, los saltadores del barro son lo suficientemente diestros como para trepar a los árboles, y no tienen problemas para arrastrarse por sus aletas pectorales en la arena, lodo, o sobre rocas viscosas. Por estas razones, son magníficos temas de estudio para los investigadores que intentan descubrir cómo los primeros vertebrados salieron del mar hace aproximadamente 360 millones de años.
Un artículo reciente en la revista Science explora la intersección de la biología y la física y hace una parada en la robótica. Al hacerlo, los investigadores propusieron una hipótesis para explicar cómo los animales que estaban acostumbrados a nadar en los cálidos océanos del Devónico lograron trepar sobre materiales complejos como arena y barro mientras realizaban incursiones en la tierra.
Mudskippers proporcionó un modelo para que los científicos crearan un robot que ayuda a aprender cómo los primeros vertebrados pueden haberse movido del mar a la tierra. Afon Fong / Flickr "Empezamos a trabajar en algunos problemas hace unos años sobre cómo las pequeñas tortugas marinas recién nacidas logran deslizarse por una playa a múltiples longitudes corporales por segundo, "dice Dan Goldman, profesor asociado en la Escuela de Física de Georgia Tech. "Me hizo preguntarme qué tan complicados debieron ser los aparatos locomotores de los primeros animales terrestres vertebrados. ¿Qué tipo de habilidades podrían haber tenido mientras pasaban a un estilo de vida completamente terrestre?"
Durante las últimas dos décadas, los robots se han vuelto relativamente fáciles y económicos de fabricar, lo que significa que los científicos que estudian el movimiento de los animales ahora pueden hacer un modelo físico de un animal, programa en los aspectos importantes de su movimiento, y luego ponerlos en diferentes escenarios. Para este proyecto, el equipo de investigación se dio cuenta del saltador de barro, un animal que pasa gran parte de su vida en tierra, pero cuyas extremidades y apéndices no son los más sofisticados para caminar, para decirlo cortésmente, probablemente estaban lo más cerca posible en anatomía y comportamiento de los primeros vertebrados terrestres y nuestros antepasados lejanos.
El equipo de investigación observó a los saltadores de lodo vivos y creó modelos físicos matemáticos y robóticos para evaluar cómo le habría ido a un lubber terrestre temprano moviéndose en diferentes sustratos como la grava, arena, o barro, todo lo cual puede ser complicado a su manera:vea el video de Georgia Tech en la parte superior de este artículo que explica todo el proceso. Según lo que aprendieron de los saltadores del barro, los marineros de agua prehistóricos probablemente dependían en gran medida de sus colas para empujarlos hacia adelante, compensando cualquier paso en falso que hicieron con sus aletas o aletas delanteras.
"Los modelos biomecánicos se suelen realizar en terreno rígido, ", dice Goldman." Argumentamos que los primeros sustratos sobre los que los animales tenían que moverse eran probablemente granulares o fluidos, que son más difíciles de maniobrar, especialmente a medida que aumenta la pendiente. Lo interesante que encontramos tanto en el robot como en los modelos matemáticos es que, si bien es obvio que los saltadores del barro usan sus colas para propulsarse sobre la tierra, descubrimos que los usan de una manera muy controlada, que ayudan a borrar el error si no aplanaban la aleta de la manera correcta ".
Y, seguro, esta investigación nos ayuda a mirar al pasado lejano para comprender cómo se movieron los primeros animales terrestres, pero también puede ayudarnos a avanzar hacia nuestro futuro para construir robots que puedan maniobrar en el mundo, o incluso en otros mundos.
"Esta intersección de la biología, la robofísica y las matemáticas son nuevas y ahora aún más accesibles, "dice Goldman." Los robots todavía son bastante primitivos en su capacidad para moverse sobre terrenos complejos. Ahora estamos mirando a la salamandra, y cómo la presencia de extremidades adicionales y la capacidad de doblar la espalda ayuda o perjudica el rendimiento locomotor. Esto podría permitir a las personas desarrollar robots más sofisticados que puedan moverse en entornos más realistas ".
Eso es interesanteUn mudskipper no tiene una lengua real, así que para tragar presas, golpean la comida con un chorro de agua y la succionan rápidamente.
