Comment les premiers animaux terrestres se sont déplacés il y a 360 millions d'années Georgia Tech Regarder un mudskipper vaquer maladroitement à ses occupations terrestres, vous seriez pardonné de supposer que c'était son premier jour sur la planète. Ces poissons passent une grande partie de leur vie à se tortiller et à se tortiller en dehors de l'eau, respirant à travers leur peau et retenant de l'eau dans la bouche et les chambres branchiales. Et bien que leurs mouvements puissent sembler aléatoires et disgracieux, les mudskippers sont assez adroits pour grimper aux arbres, et n'ont aucun problème à se traîner par leurs nageoires pectorales dans le sable, boue, ou sur des rochers gluants. Pour ces raisons, ils constituent d'excellents sujets d'étude pour les chercheurs qui tentent de comprendre comment les premiers vertébrés se sont hissés hors de la mer il y a environ 360 millions d'années.
Un article récent dans la revue Science explore l'intersection de la biologie et de la physique et fait une halte à la robotique. Ce faisant, les chercheurs ont proposé une hypothèse pour expliquer comment les animaux habitués à nager dans les océans chauds du Dévonien ont réussi à se déplacer sur des matériaux complexes comme le sable et la boue alors qu'ils faisaient des incursions sur terre.
Mudskippers a fourni aux scientifiques un modèle pour créer un robot qui aide à apprendre comment les premiers vertébrés ont pu se déplacer de la mer à la terre. Afon Fong/Flickr "Nous avons commencé à travailler sur certains problèmes il y a quelques années sur la façon dont les petites tortues marines parviennent à dévaler une plage à plusieurs longueurs de corps par seconde, " dit Dan Goldman, professeur agrégé à la Georgia Tech School of Physics. « Cela m'a amené à me demander à quel point les appareils locomoteurs des premiers animaux terrestres vertébrés devaient être compliqués. Quelles sortes de capacités auraient-ils pu avoir pendant leur transition vers un mode de vie entièrement terrestre ? »
Au cours des deux dernières décennies, les robots sont devenus relativement faciles et peu coûteux à fabriquer, ce qui signifie que les scientifiques qui étudient le mouvement des animaux peuvent désormais créer un modèle physique d'un animal, programme dans les aspects importants de leur mouvement, puis les mettre dans différents scénarios. Pour ce projet, l'équipe de recherche a réalisé le mudskipper, un animal qui passe une grande partie de sa vie sur terre, mais dont les membres et les appendices ne sont pas les plus sophistiqués pour marcher - pour le dire poliment - étaient probablement aussi proches que possible en anatomie et en comportement des premiers vertébrés terrestres et de nos lointains ancêtres.
L'équipe de recherche a observé des mudskippers vivants et a créé des modèles physiques mathématiques et robotiques pour évaluer comment un ancien lubber terrestre se serait déplacé dans différents substrats comme le gravier, sable, ou de la boue, tout cela peut être délicat à sa manière - consultez la vidéo Georgia Tech en haut de cet article expliquant l'ensemble du processus. Sur la base de ce qu'ils ont appris des mudskippers, les terriens préhistoriques comptaient probablement beaucoup sur leur queue pour les pousser en avant, compenser les faux pas qu'ils ont faits avec leurs nageoires avant ou leurs ailerons.
"Les modèles biomécaniques sont généralement réalisés sur un sol rigide, " dit Goldman. " Nous soutenons que les premiers substrats sur lesquels les animaux ont dû se déplacer étaient probablement granuleux ou fluides, qui sont plus difficiles à manœuvrer, d'autant plus que la pente augmente. La chose intéressante que nous avons trouvée à la fois dans le robot et dans les modèles mathématiques est que, alors qu'il est évident que les mudskippers utilisent leur queue pour se propulser sur terre, nous avons découvert qu'ils les utilisent de manière très contrôlée, qui aident à effacer l'erreur s'ils n'aplatissent pas leur aileron de la bonne manière."
Et, Bien sur, cette recherche nous aide à regarder dans le passé lointain pour comprendre comment les premiers animaux terrestres se sont déplacés, mais cela peut aussi nous aider à avancer vers notre avenir pour construire des robots capables de manœuvrer dans le monde - ou même sur d'autres mondes.
"Cette intersection de la biologie, la robophysique et les mathématiques sont nouvelles et désormais encore plus accessibles, " dit Goldman. " Les robots sont encore assez primitifs dans leur capacité à se déplacer sur un terrain complexe. Nous regardons maintenant la salamandre, et comment la présence de membres supplémentaires et la capacité de plier le dos aident ou nuisent aux performances locomotrices. Cela pourrait permettre aux gens de développer des robots plus sophistiqués capables de se déplacer dans des environnements plus réalistes. »
Maintenant c'est intéressantUn mudskipper n'a pas de vraie langue, donc pour avaler des proies, ils frappent la nourriture avec un jet d'eau et l'aspirent rapidement.
