Древните гръбначни са можели да ходят под вода милиони години преди да проходят на сушата

Ваня Милева Последна промяна на 22 март 2021 в 00:04 3021 0

Изследователи от Университета в Ню Йорк установиха, че малките скатове, които се придвижват по морското дъно на две перки като с крака, използват едни и същи двигателни неврони и гени, които помагат на хората и други сухоземни гръбначни животни да ходят. Кредит: Jung et al./N.Y.U. School of Medicine

През 2018 г. малък скат, риба, подобна и с размер на тиган, предизвика голямо вълнение сред еволюционните биолози. Изследователи от Нюйоркския университет установиха, че малките скатове, които се движат по морското дъно на две перки като с крака, използват едни и същи двигателни неврони и гени, които помагат на хората и други сухоземни гръбначни животни да ходят.

Констатациите предполагат, че невронните мрежи, необходими за ходенето, може вече да са присъствали в общия прародител на скатовете и бозайниците преди около 420 милиона години - милиони години преди първата безстрашна риба да изпълзи от океана на сушата.

Но как точно са ходели нашите древни водни предци? Макар фосилите да запазват костите им, нервно-мускулната система и пътищата, които контролират движението им, се губят.

Това е мястото, където теоретичните модели могат да помогнат да се изясни обхвата и вероятността на различните стратегии.

Изследователи от Университета в Ню Йорк установиха, че малките скатове, които се придвижват по морското дъно на две перки като с крака, използват едни и същи двигателни неврони и гени, които помагат на хората и други сухоземни гръбначни животни да ходят. Кредит: Jung et al./N.Y.U. School of Medicine

Изследователи от Харвардското училище за инженерни и приложни науки Джон А. Полсън (SEAS) разработват математическа рамка, която да обясни как рибите може да са развили способността да ходят под водата. Изследователите установяват, че древните предци на скатовете и хората е възможно да са умеели да ходят ефективно под вода, използвайки наличната морфология на тялото си, с много малко енергия и с прости средства за контрол.

Древните гръбначни имали всичко необходимо, за да ходят под водата милиони години преди да излязат на сушата. Изследването е публикувано в списанието The Royal Society Interface.

В своята работа учените показват, че редуващата ляво-дясно походка е възникнала с помощта на прост алгоритъм, основан на обучение с утвърждение. В контекста на работата с изкуствен интелект, терминът „обучение с утвърждение“ (анг. Reinforcement Learning) обозначава група от методи за автоматично самообучение. Тези методи се отличават с това, че функционират без  да има нужда от примерни решения на поставения проблем. Обучението протича като последователност от пробни действия, които постепенно водят до утвърждаване на подходящите действия и избягване на неподходящите.

Изследователите конструират двуног робот, за да проверят своята теория. Резултатите потвърждават предположението на учените.

Това проучване не само хвърля светлина върху миналото, но и проправя пътя за развитието на по-ефективни вдъхновени от природата роботи в бъдеще, отбелязват учените. Освен енергийно ефективното движение, учените установяват, че роботът има способността да се възстановява от сериозни увреждания.

Справка: Models of benthic bipedalism
F. Giardina and L. Mahadevan
Published:13 January 2021 https://doi.org/10.1098/rsif.2020.0701

Източник: Ancient vertebrates had everything they needed to walk underwater millions of years before the transition to dry land, Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !