技 术 进 步 重 现 了 古 生 物 运 动 方 式 ， 远 古 世 界 正 变 得 更 加 真 实

技 术 “ 让 我 们 对 于 过 去 的 重 建 变 得 更 具 说 服 力 ” Orbates pabsti 是 一 种 已 经 灭 绝 的 、 比 恐 龙 更 为 古 老 的 陆 生 动 物 ， 被 认 为 是 羊 膜 动 物 的 “ 祖 先 ”。 由 于 演 化 上 的 特 殊 地 位 ， 科 学 家 们 一 直 好 奇 这 种 远 古 生 物 是 怎 样 爬 行 的 。 现 在 ， 借 助 3D 打 印 技 术 和 机 器 人 模 拟 技 术 ， 在 已 有 的 化 石 基 础 上 ， 一 支 国 际 研 究 团 队 解 开 了 Orbates pabsti 如 何 爬 行 的 秘 密 ， 他 们 的 研 究 结 果 发 表 在 了 1 月 16 日 出 版 的 《 自 然 》（ Nature ） 上 。 羊 膜 动 物 是 除 两 栖 动 物 外 其 他 四 足 脊 椎 动 物 的 统 称 ， 包 括 哺 乳 动 物 、 爬 行 动 物 和 鸟 类 。 之 所 以 称 为 羊 膜 动 物 ， 是 因 为 这 些 动 物 的 胚 胎 由 多 层 膜 保 护 。 第 一 批 羊 膜 动 物 大 约 出 现 在 3.1 亿 年 前 ， 而 用 于 这 一 研 究 的 Orbates pabsti 化 石 距 今 已 有 2.9 亿 年 的 历 史 。 这 具 远 古 时 代 留 存 下 来 的 化 石 于 2000 年 在 德 国 中 部 一 家 采 石 场 发 现 ， 保 存 很 完 好 ， 非 常 适 合 于 Orbates pabsti 运 动 形 态 的 研 究 。 除 了 这 具 保 存 完 好 的 Orbates pabsti 化 石 ， 科 学 家 们 还 发 现 了 这 种 体 长 90 厘 米 的 生 物 留 下 来 的 脚 印 化 石 。 古 生 物 学 界 对 于 远 古 生 物 运 动 形 态 的 研 究 往 往 只 依 赖 于 解 剖 学 特 征 ， 因 此 对 于 古 生 物 运 动 形 态 的 推 测 通 常 比 较 模 糊 ， 并 不 精 确 。 而 该 项 研 究 的 第 一 作 者 、 洪 堡 大 学 （Humboldt University） 的 进 化 生 物 学 家 John Nyakatura 通 过 与 瑞 士 联 邦 理 工 学 院 （Swiss Federal Institute of Technology） 的 机 器 人 专 家 Kamilo Melo 合 作 ， 利 用 一 系 列 先 进 的 技 术 精 确 地 再 现 了 Orbates pabsti 的 爬 行 方 式 。 研 究 人 员 首 先 按 照 1:1 的 比 例 对 这 种 史 前 生 物 的 骨 骼 化 石 进 行 了 精 细 地 复 制 ， 然 后 测 试 了 符 合 脚 印 特 征 的 各 种 爬 行 方 式 ， 并 根 据 解 剖 学 的 知 识 对 其 中 不 合 理 的 爬 行 方 式 进 行 了 排 除 。 找 到 了 合 适 的 爬 行 方 式 之 后 ， 研 究 人 员 用 比 例 稍 稍 放 大 的 机 器 龙 模 型 OroBOT 对 这 一 爬 行 方 式 进 行 了 反 复 再 现 。OroBOT 由 3D 打 印 的 塑 料 和 钢 制 部 件 连 接 构 成 ， 并 由 电 机 驱 动 。 利 用 OroBOT， 科 学 家 们 可 以 将 重 力 和 摩 擦 力 对 动 物 爬 行 的 影 响 在 OroBOT 身 上 进 行 模 拟 ， 并 通 过 与 现 存 动 物 —— 比 如 蝾 螈 和 鬣 蜥 —— 爬 行 方 式 的 比 较 ， 对 OroBOT 的 步 态 进 行 调 整 ， 从 而 找 出 了 一 种 最 为 合 理 的 爬 行 方 式 。 结 果 发 现 ，Orbates pabsti 的 爬 行 方 式 比 科 学 家 们 此 前 所 想 的 更 为 先 进 。 “ 它 以 一 种 相 当 挺 拔 （upright） 的 姿 势 爬 行 ，”Melo 说 ：“ 它 没 有 把 它 的 肚 子 和 尾 巴 拖 在 地 上 爬 。” Orbates pabsti 的 爬 行 方 式 没 有 参 与 这 项 研 究 的 马 里 兰 大 学 （University of Maryland） 的 古 生 物 学 家 Thomas R. Holtz 认 为 这 项 研 究 表 明 了 “ 挺 拔 的 姿 态 出 现 得 比 我 们 原 先 所 想 得 更 早 。” 诸 如 机 器 人 、 电 脑 建 模 和 CT 扫 描 这 样 的 技 术 正 在 革 新 古 生 物 学 ， 让 这 一 研 究 远 古 时 代 生 物 历 史 的 学 科 变 得 更 加 真 实 可 信 。 尽 管 没 有 参 与 到 这 项 研 究 ， 加 州 克 莱 蒙 特 的 雷 蒙 德 · 阿 尔 夫 古 生 物 博 物 馆 （Raymond M. Alf Museum of Paleontology） 的 馆 长 Andrew Farke 相 信 技 术 “ 让 我 们 对 于 过 去 的 重 建 变 得 更 具 说 服 力 。” 题 图 来 自 ：nature.com