Ahli paleontologi menghadapi dilema terus-menerus. Organisme yang menginspirasi perhatian ilmiah mereka sudah lama mati, mustahil untuk ditonton dalam kehidupan. Solusi sci-fi seperti mengembalikan spesies dari kepunahan atau perjalanan waktu tidak tersedia untuk membantu. Tetapi dengan menggabungkan fosil yang luar biasa dengan robot, tim peneliti telah merekonstruksi bagaimana salah satu kerabat kita yang jauh seperti kadal berjalan tinggi.
Sepasang kebetulan fosil menyediakan tempat untuk memulai. Pada pandangan pertama, pabsti Orobate yang berusia 300 juta tahun mungkin terlihat seperti kadal tebal. Pada kenyataannya, hewan dari zaman Permian ini adalah apa yang para ahli ketahui sebagai batang amniote — vertebrata yang merupakan bagian dari garis keturunan evolusi antara amfibi, yang bereproduksi di dalam air, dan nenek moyang terakhir mamalia dan reptil, yang bertelur di darat . Dan yang membuat Orobate menonjol adalah kerangka fosil hewan ini telah ditemukan dengan jejak makhluk yang dibuat dalam kehidupan.
Kombinasi kerangka dan jejak yang dibuat oleh Orobat sangat jarang dalam catatan fosil. Sebagian besar jejak ditemukan tanpa ada tulang yang berasosiasi dengannya, sehingga sulit untuk mengetahui secara pasti spesies apa yang membuat jejak kaki. Orobat adalah pengecualian, yang memungkinkan perincian tentang bagaimana hewan berjalan secara langsung diikat kembali ke anatomi kerangka.
OroBOT berjalan menuju kamera. (Tomislav Horvat / Kamilo Melo / EPFL Lausanne) "Ini merupakan asosiasi pembuat track-track yang sangat langka, terutama mengingat usia fosil, " kata John Nyakatura, seorang ahli biomekanik di Humboldt University of Berlin. Menemukan kerangka bersama dengan jejaknya memberikan peluang yang menarik bagi paleontologis, ketika Orobate duduk di titik penting dalam latar belakang evolusi kehidupan. " Orobat dapat dianggap sebagai fosil kunci untuk pemahaman evolusi vertebrata karena merupakan sepupu yang sangat dekat dari nenek moyang terakhir mamalia, reptil dan burung, " kata Nyakatura. Oleh karena itu, Orobat mewakili makhluk di antara vertebrata pertama yang menyeret diri mereka ke darat dan hewan seperti kadal yang menjalani kehidupan darat penuh waktu.
Dalam sebuah studi Nature baru, Nyakatura dan rekan-rekannya menggabungkan fosil, studi tentang hewan hidup, dan perangkat keras untuk membangun replika robot Orobate, yang disebut OroBOT. Dengan robot berjalan untuk mengambil hewan yang sudah lama punah ini melalui langkahnya, para peneliti dapat "membuka kotak hitam inferensi, " kata Nyakatura, dan menentukan cara yang paling mungkin untuk bergerak Orobat .
Para ahli biomekanik telah menggunakan pendekatan ini sebelumnya. The Pleurobot, yang dirancang untuk mempelajari bagaimana salamander bergerak, menunjukkan bahwa robot dapat memberikan wawasan tentang anatomi makhluk hidup. OroBOT mengambil logika yang sama kembali melalui Deep Time, menggambar dari studi tentang bagaimana salamander, kadal, iguana, dan caiman berkeliaran. Nyakatura dan timnya memberikan robot dan posisi Orobate robot yang berbeda untuk mengukur pola jejak yang dihasilkan dan kemudian membandingkan hasilnya dengan jejak fosil yang ditinggalkan oleh hewan hidup ratusan juta tahun yang lalu.
“Kami pertama-tama mempelajari penggerak spesies yang masih ada dengan sangat terperinci untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang sifat-sifat mekanik penggerak tetrapod yang luas, ” kata Nyakatura. Investigasi ini memungkinkan para peneliti untuk mengidentifikasi pola biomekanik yang diterapkan pada model gerakan tetrapod mereka. Jejak kaki fosil bertindak sebagai pemeriksaan pada simulasi komputer, dan gerakan OroBOT menggunakan simulasi untuk mencocokkan pola jejak kaki.
"Pendekatan ini komprehensif, transparan, dan berbasis bukti, " kata ahli paleontologi NYIT, Julia Molnar. "Saya pikir banyak peneliti lain di bidang ini akan mengadopsi aspek metodologi mereka."
Ternyata, cara caimans modern bergerak adalah analog yang baik untuk Orobat . Nenek moyang prasejarah pada kadal memegang tubuhnya dari tanah dengan tungkai yang tertekuk, dengan sedikit gerakan dari sisi ke sisi saat berjalan. Jenis gerakan ini berbeda dari yang diharapkan oleh ahli paleontologi. Para pendahulu Orobat, Molnar mengatakan, "biasanya ditandai sebagai seperti salamander di penggerak mereka, sepenuhnya terkapar dan mungkin menyeret perut mereka di tanah."
Tampilan teratas dari spesimen holotipe dari Orobates pabsti . (Thomas Martens / Museum der Natur Gotha) Sementara itu mungkin tampak seperti sedikit perubahan perilaku, mengangkat perut dari tanah sambil berjalan mewakili perubahan besar dari sebagian hewan air, yang menyeret tubuh mereka hampir seperti mereka berenang di darat, dan hewan yang berevolusi untuk berjalan terutama di tanah padat . "Peneliti lain sebelumnya berasumsi bahwa penggerak maju yang kami simpulkan untuk Orobat hanya muncul setelah asal usul amniotes, " kata Nyakatura, tetapi hasil baru menunjukkan bahwa cara-cara yang lebih khusus ini untuk bergerak di darat berevolusi lebih awal.
Mekanika OroBOT secara khusus dikunci untuk Orobate, tetapi penelitian menunjukkan bagaimana robot dapat membantu membuka rahasia selama masa kritis dalam sejarah kehidupan. Hasil studi baru, Molnar mengatakan, "memang menunjukkan bahwa batang amniotes tidak terbatas pada postur yang luas, dan mungkin ada berbagai macam postur dan ukuran hewan yang berbeda yang digunakan dalam situasi yang berbeda." untuk air dan mereka yang menghabiskan seluruh hidup mereka di darat, menyeret antara alam akuatik dan terestrial, makhluk seperti Orobate benar-benar bisa menyangga barang-barang mereka.
