Os paleontólogos enfrentam um dilema constante. Os organismos que inspiram sua atenção científica estão mortos há muito tempo, impossíveis de assistir na vida. Soluções de ficção científica como trazer espécies de volta da extinção ou viagens no tempo não estão disponíveis para ajudar. Mas ao combinar fósseis excepcionais com a robótica, uma equipe de pesquisadores reconstruiu como um de nossos parentes distantes, parecidos com lagartos, andava alto.
Um emparelhamento fortuito de fósseis forneceu um lugar para começar. À primeira vista, Orobates pabsti, de 300 milhões de anos, pode parecer um lagarto robusto. Na verdade, esse animal do Permiano é o que os especialistas conhecem como um amniota-tronco - um vertebrado que faz parte da linhagem evolutiva entre anfíbios, que se reproduzem na água, e o último ancestral comum de mamíferos e répteis, que põem ovos em terra. . E o que faz Orobates se destacar é que os esqueletos fósseis deste animal foram encontrados com rastros das criaturas feitas na vida.
A combinação de esqueletos e trilhas feitas por Orobates é excepcionalmente rara no registro fóssil. A maioria das trilhas é encontrada sem nenhum osso associado a elas, tornando difícil dizer exatamente quais espécies fizeram as pegadas. Orobates é uma exceção, permitindo detalhes de como o animal caminhava diretamente para a anatomia do esqueleto.
OroBOT caminhando em direção à câmera. (Tomislav Horvat / Kamilo Melo / EPFL Lausanne) "Isso constitui uma associação muito rara de track-track, especialmente considerando a idade dos fósseis", diz John Nyakatura, especialista em biomecânica da Universidade Humboldt de Berlim. Encontrar o esqueleto junto com as trilhas apresenta uma excelente oportunidade para os paleontólogos, pois Orobates está em uma importante conjuntura da história da evolução da vida. " Orobates pode ser considerado um fóssil fundamental para a compreensão da evolução dos vertebrados, uma vez que é um primo muito próximo dos últimos ancestrais comuns de mamíferos, répteis e aves", diz Nyakatura. Portanto, Orobates representa as criaturas entre os primeiros vertebrados para se arrastarem para a terra e os animais semelhantes a lagartos que levaram vidas terrestres em tempo integral.
Em um novo estudo da Nature, Nyakatura e seus colegas combinaram fósseis, estudos de animais vivos e hardware para construir uma réplica robótica de Orobates, chamada OroBOT. Com um robô ambulante para percorrer esse animal extinto, os pesquisadores conseguiram “abrir a caixa de inferência”, diz Nyakatura, e determinar a maneira mais provável pela qual os Orobates se moviam.
Especialistas em biomecânica já usaram essa abordagem antes. O Pleurobot, projetado para estudar como as salamandras se movem, demonstrou que a robótica pode fornecer insights sobre a anatomia das criaturas vivas. OroBOT leva a mesma lógica de volta através do Tempo Profundo, a partir de estudos de como salamandras, skinks, iguanas e jacarés se locomovem. Nyakatura e sua equipe deram a seus robóticos Orobates diferentes posturas e andamentos para medir os padrões de pegadas resultantes e então compararam os resultados com os rastros fossilizados deixados pelo animal vivo centenas de milhões de anos atrás.
"Primeiro estudamos a locomoção de espécies existentes em grande detalhe para obter uma melhor compreensão das propriedades mecânicas da locomoção alastrando tetrápodes", diz Nyakatura. Essas investigações permitiram que os pesquisadores identificassem padrões biomecânicos aplicados a seus modelos de movimento de tetrápodes. As pegadas fósseis agiram como uma verificação nas simulações de computador, e o movimento do OroBOT usou as simulações para combinar com o padrão das pegadas.
"A abordagem é abrangente, transparente e explicitamente baseada em evidências", diz a paleontóloga do NYIT, Julia Molnar. "Eu acho que muitos outros pesquisadores neste campo irão adotar aspectos de sua metodologia."
Acontece que a maneira como os jacarés modernos se movem é uma boa analogia para Orobates . O ancestral pré-histórico dos lagartos mantinha seu corpo no chão em membros flexionados, com um ligeiro movimento de um lado para o outro enquanto caminhava. Esse tipo de movimento difere do que os paleontologistas esperavam. Os predecessores de Orobates, diz Molnar, "geralmente são caracterizados como uma salamandra em sua locomoção, totalmente alastrando e talvez arrastando suas barrigas no chão".
Vista superior do espécime do holótipo de Orobates pabsti . (Thomas Martens / Museum der Natur Gotha) Embora possa parecer uma ligeira mudança de comportamento, levantar a barriga do chão enquanto caminha representa uma grande mudança de animais parcialmente aquáticos, que arrastam seus corpos quase como se estivessem nadando em terra, e animais que evoluíram para andar principalmente em terra firme. . "Outros pesquisadores já haviam assumido que a locomoção avançada que inferimos para Orobates só surgiu após a origem dos amniotas", diz Nyakatura, mas os novos resultados indicam que essas formas mais especializadas de se movimentar em terra evoluíram muito antes.
A mecânica do OroBOT é especificamente ligada a Orobates, mas a pesquisa demonstra como a robótica poderia ajudar a desvendar segredos durante um período crítico da história da vida. O resultado do novo estudo, diz Molnar, “sugere que os amniotas do caule não estão restritos a posturas totalmente dispersas, e pode ter havido uma grande variedade de posturas e guiar os diferentes animais usados em diferentes situações”. para a água e para aqueles que passavam suas vidas inteiramente em terra, misturando-se entre os reinos aquático e terrestre, criaturas como Orobates podiam realmente pavimentar suas coisas.
