Specjaliści od robotyki oraz biolodzy z University of Cambridge opracowali robota, którego nazwali „chodzącą rybą”. Dzięki niemu badacze odkryli, że wiele niespokrewnionych ze sobą gatunków niezależnie wykształciło ten sam podstawowy sposób chodzenia na lądzie. Przypomina on wykonywany na lądzie ruch pływacki.

Ten prosty wzorzec chodu naukowcy nazywają „falującym chodem trójpodporowym”.

Mechanika tego „chodu” jest prosta – ryba napędza swoje ciało do przodu z pomocą ogona, a przednich płetw używa jako podpór.

– Wygląda to jak pływająca ryba wyrzucona na ląd. Używa ona ciała, aby napędzać się w wodzie, więc jeśli przeniesie się ten mechanizm na ląd i doda jej pewną zdolność do przesuwania przednich płetw, to właśnie dokładnie to robi – mówi dr Michael Ishida z Cambridge Unviersity, główny autor badania opisanego w magazynie „Nature Communications”.

Naukowcy przyznają, że ruch ten wygląda niezdarnie, trochę jak bezładne podrygiwanie, ale w rzeczywistości jest jednym z najstarszych rozwiązań ewolucyjnych pozwalających uciec przed drapieżnikami albo przemieścić się z jednego środowiska do drugiego bez wyspecjalizowanych kończyn.

Ruch ten pojawił się u różnych niespokrewnionych ze sobą gatunków ryb – od afrykańskich dwudysznych po opancerzone sumy.

Naukowcy wymieniają kilka współcześnie żyjących gatunków ryb – wielopłetwce, ryby dwudyszne, sumy, głowacze i wężogłowy, które potrafią chodzić po lądzie. W wodzie poruszają się znacznie sprawniej niż na lądzie, jednak dodatkowy sposób lokomocji daje im ewolucyjną przewagę.

Chociaż poszczególne gatunki chodzących ryb są dobrze poznane, po raz pierwszy udało się wskazać wspólne zasady lokomocji łączące wiele różnych gatunków – podkreślają eksperci.

– Jeśli potrafisz chodzić po lądzie, a twój drapieżnik tego nie umie, możesz uciec i liczyć na to, że drapieżnik pójdzie dalej. Masz też możliwość przemieszczania się z jednego płytkowodnego środowiska do drugiego, na przykład między kałużami pływowymi – wyjaśnia dr Ishida.

Odkrycie może także pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób kręgowce po raz pierwszy przeszły z wody na ląd, co było jednym z najważniejszych wydarzeń w historii życia na Ziemi.

Naukowcy najpierw stworzyli model komputerowy oparty na ruchach Polypterus senegalus - wielopłetwca pochodzącego z Afryki, oraz kilku innych chodzących ryb.

Następnie zbudowali fizycznego robota-rybę, aby przetestować swoje wyniki, i odkryli, że najwydajniejszy sposób poruszania się bardzo przypominał ruchy wielopłetwca oraz rezultaty uzyskane w modelu komputerowym.

– Testowaliśmy na robocie najróżniejsze sposoby chodzenia i każdy inny, którego próbowaliśmy, był wolniejszy. Za każdym razem, gdy zmienialiśmy sposób wyginania ciała albo kolejność tych wygięć, wynik był gorszy. Zaskakujące było to, że optymalny wzorzec chodzenia w symulacji i u robota odpowiadał temu, co rzeczywiście robią prawdziwe ryby – relacjonuje badacz.

Naukowcy twierdzą, że ich metodę można zastosować także do badania kopalnych ryb, takich jak tiktaalik – ważne ogniwo w przejściu od życia w wodzie do życia na lądzie.

Podobne połączenie modelowania komputerowego i robotyki mogłoby pomóc ustalić, w jaki sposób te pradawne gatunki po raz pierwszy zaczęły chodzić po lądzie.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/