Met behulp van computersimulaties en een robot hebben onderzoekers de manier van lopen van een bijna 300 miljoen jaar oud dier nagebootst.

Paleontologen hebben geen makkelijke baan. Op basis van stoffige fossielen, botten en wat pootafdrukken moeten ze een volledig beeld schetsen van dieren die miljoenen jaren geleden leefden.

Maar dankzij nieuwe technieken vereist die taak steeds minder verbeeldingskracht. Een voorbeeld van zo’n innovatie is de robot die onderzoekers van de EFPL in Lausanne en de Humboldt-universiteit in Berlijn hebben ontwikkeld. Door een skelet van een bijna 300 miljoen jaar oud fossiel te voorzien van robotpoten, achterhaalden ze hoe het beest vroeger liep.

Lees ook: ‘Tyrannosaurus rex was mollig en naakt’

Overgangsbeest

Het skelet is van de Orobates pabsti, een salamander-achtig dier dat in het tijdperk Vroeg-Perm leefde. “Het bewuste beest bevond zich rond de overgang van vierpotige dieren die hun eieren in water moesten leggen (amfibieën) en de eerste vierpotigen die daarvoor op het land konden blijven (reptielen)”, mailt paleontoloog Dennis Voeten die niet was betrokken bij het onderzoek.

De Orobates is het oudste schepsel waarvan wetenschappers zijn fossiele skelet hebben kunnen koppelen aan pootafdrukken, wat het beest het perfecte onderzoeksdoelwit maakte.

Silly walks

De paleontologen gingen als volgt te werk. Eerst ontwikkelden ze een computersimulatie van hoe Orobates mogelijk liep, gebaseerd op wat bekend is van zijn fossiele skeletten en de manier van lopen van vergelijkbare moderne dieren, waaronder kaaimannen, salamanders, leguanen en skinken.

Vervolgens analyseerden de wetenschappers met behulp van röntgenfoto’s en krachtmetingen hoe rechtop deze moderne dieren staan, hoe ze hun ruggengraat bewegen, en in hoeverre ze hun ellebogen en knieën kunnen buigen tijdens het lopen. Deze gegevens gebruikte het team om computersimulaties te maken van de mogelijke ‘loopjes’ van Orobates.

Kaaiman

Om te zien welke digitale simulatie het bij het rechte eind had, rustten de paleontologen een skelet van Orobates uit met robotpoten: OroBOT was geboren. Niet alleen werden de verschillende ‘silly walks’ vergeleken met de fossiele pootafdrukken, ook maten de onderzoekers hoeveel energie het lopen in beslag nam en hoe stabiel het beest bewoog.

Door de verschillende manieren van kuieren te vergelijken met de pootafdrukken, kon uiteindelijk het meest waarschijnlijke scenario worden gekozen. De loopgang van Orobates pabsti komt het meest overeen met de manier waarop kaaimannen nu wandelen.

Loopsporen

Waarom het zo belangrijk is om te weten hoe het oeroude dier ooit liep, legt Voeten uit: “Orabates lag aan de basis van de kolonisatie van het land door werveldieren. Zijn voortbeweging is daarmee van groot belang voor ons begrip van de oorsprong en vroege evolutie van het ‘lopen’ van gewervelden.”

“Wat me erg aanspreekt,” gaat Voeten verder, “is dat de onderzoekers een dier hebben geselecteerd waarvan zowel skeletmateriaal als loopsporen bekend zijn. Dit is een elegante manier om de onzekerheid in hun reconstructies te verminderen.”

“Daarnaast wordt aangegeven dat het gebruikte model beschikbaar is voor latere aanpassingen en verbeteringen. Ik hoop dat hiermee ook andere dieren bestudeerd kunnen worden. Dit geeft niet alleen nieuwe inzichten in de voortbeweging van uitgestorven dieren, maar helpt daarmee ook bij het interpreteren van andere fossiele loopsporen.”

Het onderzoek is gepubliceerd in vakblad Nature.

Bronnen: Nature, New Atlas, Gizmodo

Beeld: Maxime Marendaz

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!