Miliony lat temu pewna ryba jako pierwsza wgramoliła się na ląd. Być może dzięki niej kręgowce nauczyły się chodzić

|Z ostatniej chwili

W przyrodzie kolor wściekle żółty bywa stosowany ku przestrodze (patrz: liściołaz żółty) czy jako kamuflaż (patrz: modliszka storczykowa). W Pulsarze natomiast – to sygnał końca embarga, które prestiżowe czasopisma naukowe nakładają na publikowane przez badaczy artykuły. Tekst z żółtym oznaczeniem dotyczy więc doniesienia, które zostało upublicznione dosłownie przed chwilą.

Kiedy ryba wyrzucona na piasek trzepocze się i wije, robi dokładnie to samo, co przed chwilą robiła w wodzie – jej ciało faluje od karku aż po sam ogon, który uderza z największą siłą. Różnica jest tylko jedna: zamiast odpychać wodę, odpycha teraz grunt. Wygląda żałośnie i wydaje się bezradna, a tymczasem prezentuje jeden z najstarszych i najskuteczniejszych sposobów poruszania się. Zdaniem badaczy to właśnie ten niezdarny, pierwotny ruch był tym, który wyprowadził kręgowce z wody na ląd.

Kilka gatunków współczesnych ryb poszło o krok dalej i potrafi poruszać się po twardym podłożu całkiem sprawnie. Wielopłetwiec szary, dwudysznik afrykański, sumik pancerny, żmijogłów – każdy wygląda inaczej, żyje gdzie indziej i wywodzi się z zupełnie różnych gałęzi drzewa ewolucyjnego. A jednak wszystkie przemieszczają się niemal identycznie. Ich sposób poruszania się – nazwany falującym chodem trójnożnym – jest mechanicznie prosty. Ryba unieruchamia całą przednią część ciała, samą głowę lub płetwy piersiowe, a machając ogonem w lewo i w prawo przepycha tułów do przodu.

Żeby zrozumieć, dlaczego to działa tak dobrze, zespół przeanalizował nagrania tych gatunków, modelując ciało każdego zwierzęcia jako trzy sztywne segmenty i mierząc kąty ich ugięć. Okazało się, że opisujące je krzywe są u wszystkich niemal identyczne. Różni je tylko amplituda – czyli to, jak bardzo każda ryba wygina ciało. Jedne robią to bardziej spektakularnie, inne skromniej.

Następnie powstał robot z trzech plastikowych segmentów połączonych serwomotorami (siłownik obrotowy lub liniowy zaprojektowany do precyzyjnego sterowania ruchem i położeniem) z własną baterią i mikrokontrolerem przykręconym do grzbietu. I właśnie na nim przeprowadzono coś w rodzaju ewolucyjnego eksperymentu na skróty: maszyna zginała się bardziej lub mniej, szybciej lub wolniej, w różnej kolejności – setki kombinacji.

„Za każdym razem, gdy zmienialiśmy sposób zginania ciała lub sekwencję ruchów, było gorzej – przyznaje Michael Ishida, główny autor badania. – Optymalny wzorzec odpowiadał dokładnie temu, jak poruszają się prawdziwe ryby”. Jakby natura sprawdziła już wszystkie skróty i zostawiła tylko tę jedną, właściwą drogę.

Teraz badacze planują zastosować ten sam aparat do analizy skamieniałości Tiktaalik roseae – słynnej „ryby z łapami”, która jako pierwsza wyszła na ląd ok. 375 mln lat temu. Chcą sprawdzić, czy poruszała się według tego samego schematu, zanim kręgowce – a zatem również ludzie – w przyszłości wykształciły prawdziwe kończyny.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.