Robo-dinozaurul sperie lăcustele pentru a face lumină asupra motivului pentru care dinozaurii au evoluat pene

Oamenii de știință din Coreea de Sud au construit un dinozaur robot și l-au folosit pentru a speria lăcustele pentru a afla mai multe despre motivul pentru care dinozaurii au dezvoltat pene, potrivit unui studiu. lucrare recentă publicat în revista Scientific Reports. Rezultatele sugerează că anumiți dinozauri ar fi folosit o strategie de vânătoare în care își bateau proto-aripile pentru a elimina prada, iar acest comportament ar fi putut duce la evoluția penelor mai mari și mai rigide.

La fel de raportate anterior, penele sunt trăsătura definitorie a păsărilor, dar nu a fost întotdeauna cazul. Timp de milioane de ani, diferite specii de dinozauri au purtat pene, dintre care unele au lăsat în urmă impresii fosilizate. În cea mai mare parte, penele pe care le-am găsit au fost atașate de dinozauri mai mici, mulți dintre ei de-a lungul liniei care a dat naștere păsărilor, deși în 2012, au descoperit oamenii de știință trei schelete aproape complete ale unei specii de dinozauri „gigantice” cu pene, Yutyrannus huali, înrudit cu strămoșii lui Tyrannosaurus rex.

Diferite tipuri de pene de dino au fost găsite în înregistrarea fosilelor în ultimii 30 de ani, cum ar fi așa-numitele pene penacee (prezent la majoritatea păsărilor moderne). Acestea au fost găsite pe membrele anterioare distale ale anumitor specii, cum ar fi Caudipteryx, servind ca proto-aripi care erau prea mici pentru a fi folosite pentru zbor, precum și în jurul vârfului cozii ca penaj. Paleontologii rămân nesiguri de funcția penelor pennacee – la ce ar putea avea o jumătate de aripă? Au fost propuse o gamă largă de ipoteze: căutarea hranei sau vânătoarea, năpustirea sau imobilizarea prăzii, nălucirea, alunecarea sau alergarea înclinată asistată de aripi, printre altele.

Coautorul Jinseok Park de la Universitatea Națională Seul din Coreea de Sud și colegii au crezut că penele penacee ar fi putut fi folosite pentru a îndepărta potențialele prade din ascunzătoare, astfel încât acestea să poată fi prinse mai ușor. Este o strategie folosită de anumite specii de păsări moderne, cum ar fi alergătorii de drum, și implică de obicei o afișare vizuală a penajului pe aripi și cozi.

Există dovezi că această strategie de vânătoare cu purtare a evoluat de mai multe ori. Potrivit lui Park și colab., se bazează pe „efectul inamicului rar”, adică anumite pradă (cum ar fi insectele) nu ar fi capabile să răspundă la diferiți prădători în moduri diferite și nu ar răspunde eficient la o strategie neobișnuită de urmărire. . În loc să scape de un prădător, insectele zboară spre propria lor moarte. „Folosirea penajului pentru a spăla prada ar fi putut crește frecvența urmăririi după ce a scăpat de pradă, amplificând astfel importanța penajului în manevrele bazate pe tracțiune sau ridicare pentru o urmărire de succes”, au scris autorii. „Acest lucru, la rândul său, ar fi putut duce la pene mai mari și mai rigide pentru mișcări mai rapide și afișaje mai vizuale la culoare.”

Pentru a le testa ipoteza, Park et al. au construit un robot dinozaur pe care l-au numit „Robopteryx”, folosind Caudipteryx ca model. Ei au construit corpul robotului din aluminiu, cu proto-aripile și penajul cozii făcute din hârtie neagră și nervuri de plastic. Capul era din polistiren negru, pliurile aripilor erau din ciorapi elastici negri, iar intregul instrument era acoperit cu fetru. Au scanat literatura științifică pe Caudipteryx pentru a determina unghiurile posturii de repaus și intervalele de mișcare. Mișcarea membrelor anterioare și a cozii a fost controlată de un mecanism controlat de un software personalizat care rulează pe un telefon mobil.

Park și colab. apoi a efectuat experimente cu robotul efectuând mișcări în concordanță cu un afișaj de culoare folosind lăcusta cu aripi de bandă (o pradă probabilă), care are circuite neuronale relativ simple. Ei au plasat un băț de lemn cu semne de scară lângă lăcustă și au fotografiat-o pentru a înregistra orientarea corpului său în raport cu robotul, apoi au făcut membrele anterioare și coada robotului să imite un afișaj la culoare. Dacă lăcusta a scăpat, au încheiat proba individuală; dacă lăcusta nu a răspuns, au mutat încet robotul din ce în ce mai aproape folosind un fascicul lung. Echipa a atașat, de asemenea, electrozi la lăcuste în laborator pentru a măsura vârfurile neuronale pe măsură ce insectele au fost arătate proiectate. Cauderyx animații ale unui afișaj la culoare pe un monitor cu ecran plat.

Rezultate: aproximativ jumătate dintre lăcuste au fugit ca răspuns la Robopteryx fără pene, comparativ cu peste 90 la sută când aripile cu pene au batut. De asemenea, au măsurat semnale neuronale mai puternice atunci când pene erau prezente. Pentru Park și colab., aceasta este o dovadă solidă în sprijinul ipotezei lor conform căreia o strategie de vânătoare de urmărire la culoare ar fi putut fi un factor în evoluția penelor pennacee. „Rezultatele noastre subliniază importanța luării în considerare a aspectelor senzoriale ale interacțiunilor prădător-pradă în studiile inovațiilor evolutive majore în rândul speciilor prădătoare”, au scris autorii.

Nu toată lumea este convinsă de aceste rezultate. „Mi se pare foarte puțin probabil ca o structură la fel de complexă precum o pană penacee să evolueze pentru un rol comportamental atât de specific”, spune Steven Salisbury de la Universitatea din Queensland din Australia, care nu a fost implicat în cercetare. a spus New Scientist. „Sunt sigur că există o mulțime de moduri de a speria lăcustele, în afară de a bate niște pene în ea. Puteți avea pene pentru a speria lăcustele și le puteți avea pentru a izola și a incuba ouăle. Sunt bune pentru afișare, stabilizarea poziției corpului atunci când alergați și, bineînțeles, pentru alunecare și zbor cu motor. Penele ajută la tot felul de lucruri.”

Rapoarte științifice, 2024. DOI: 10.1038/s41598-023-50225-x (Despre DOI).