Fossil als Roboter zum Leben erweckt

Schweizer Forscher zeigen, dass Landwirbeltiere effizientes Gehen früher lernten als bisher angenommen.

Landwirbeltiere (Tetrapoda) lernten offenbar früher das effiziente Gehen an Land als bisher angenommen. Das schließen Forschende der ETH Lausanne (EPFL) und der Humboldt-Universität zu Berlin aus Computersimulationen und Studien mit einem Roboter, mit denen sie die Fortbewegung eines prähistorischen Wirbeltiers nachbildeten. Davon berichten die Wissenschaftler um Auke Ijspeert von der EPFL im Fachblatt Nature. Orobates pabsti lebte vor etwa 290 Millionen Jahren, also vor der Zeit der Dinosaurier. Dieser Pflanzenfresser ist das älteste Wirbeltier, für das Forschende gut erhaltene Fossilien mit versteinerten Fußspuren verknüpfen können.

Vor den Dinos

In der Evolution steht Orobates außerdem zwischen Amphibien und den für ihre Fortpflanzung vom Wasser unabhängigen Reptilien und Säugetieren. Dies machte das Tier zu einem idealen Kandidaten, um die Evolution der Fortbewegung bei Landwirbeltieren zu ergründen.

Fossile Fußabdrücke als Kontrolle

Zu diesem Zweck erstellten die Forschenden der Humboldt-Universität eine Computersimulation des Skeletts anhand von Fossilien von Orobates und biomechanischer Daten zu noch lebenden Amphibien und Reptilien mit ähnlichem Körperbau. Anhand dieses Modells bildeten sie seinen Gang nach - mit den fossilisierten Fußspuren als Kontrolle, ob die Animation ähnliche Fußspuren erzeugte.

Dynamik der Fortbewegung

Parallel dazu bauten die EPFL-Forscher Kamilo Melo und Tomislav Horvat einen Orobates-Roboter, den OroBOT. Dieser erlaubte, verschiedene Hypothesen über die Fortbewegungsdynamik des Tiers in der realen Welt mit ihren physikalischen Gesetzen zu prüfen.

Hunderte Gangarten testeten die Wissenschaftler und bestimmten, welche Orobates tatsächlich an den Tag gelegt haben könnte und welche nicht. Durch Analyse, unter anderem wie viel Energie die verschiedenen Fortbewegungsarten brauchten, wie stabil die Bewegung dabei war und wie sie zu den Fußspuren passte, konnten die Wissenschaftler die wahrscheinlichste Gangart bestimmen.

Wie Kaimane

Demnach ähnelte der Gang von Orobates dem heutiger Kaimane, hielt sich also eher aufrecht auf seinen vier Beinen und nicht zusammengesunken wie Salamander. Eine energiesparendere Gangart mit gestreckteren Beinen könnte sich demnach früher entwickelt haben als bisher angenommen. Nämlich vor dem gemeinsamen Vorfahren von Reptilien und Säugetieren.