Стало известно, как млекопитающие перешли к прямохождению
Предки современных млекопитающих, известные как синапсиды, первоначально ходили, как современные ящерицы, с конечностями, направленными в стороны. Однако со временем их анатомия изменилась, и они перешли к более вертикальной позе, как у современных млекопитающих — от людей до лошадей. Этот переход оказал огромное влияние на способность млекопитающих к передвижению и их эволюционный успех.
Для выяснения, как именно происходил этот переход, команда исследователей из Гарвардского университета под руководством Питера Бишопа и Стефани Пирс применяла современные методы, включая биомеханическое моделирование и анализ древних окаменелостей. Они изучили 8 вымерших видов млекопитающих с разных континентов, которые жили на протяжении 300 миллионов лет, включая таких известных животных, как диметродон и саблезубый хищник ликаенопс.
Основное внимание исследователи уделили тому, сколько силы могли прикладывать задние конечности вымерших видов при движении. Как отметил Бишоп, способность прикладывать силу к земле является ключевым фактором эффективности передвижения: если животное не может генерировать достаточно силы, оно не сможет быстро бегать или поворачивать и даже может упасть.
Для оценки этой способности ученые создали цифровые модели вымерших животных, воссоздав их анатомию. Эти модели позволили с высокой точностью рассчитать, как передвигались древние животные, и каким образом эволюционировали их конечности.
Результаты исследования показали, что переход к вертикальной позе не был плавным и линейным. На протяжении миллионов лет различные виды могли изменять свою походку, переходя от более распластанной к более вертикальной позе и наоборот. Некоторые виды оставались гибкими и могли менять свою осанку в зависимости от ситуации.
Более того, обнаружилось, что ключевые черты вертикальной позы современных млекопитающих — симметричные суставы и конечности — появились гораздо позже, чем предполагалось, и могли быть результатом случайных эволюционных событий, например. массового вымирания в конце Пермского периода.
Эти выводы помогают лучше понять, почему у некоторых вымерших видов сохранялись черты, характерные для «распластанной» позы, а также почему ископаемые останки многих предков млекопитающих часто находят в позе с раскинутыми конечностями.
Как отметила Стефани Пирс, новые технологии позволяют ученым получать более полную картину того, как древние животные жили и передвигались. «Используя цифровое моделирование и данные окаменелостей, мы можем глубже понять, как эти виды эволюционировали, и увидеть, что процесс был намного сложнее, чем мы раньше думали», — подчеркнула она.
Это исследование не только раскрывает важные аспекты эволюции млекопитающих, но и может помочь в разработке новых биомеханических роботов, способных эффективно передвигаться по сложной местности, вдохновленных древними животными.
Тем временем, для того, чтобы понять, как рыбы начали ходить по суше, ученые разработали палеороботов.
