Pesquisadores da Universidade de Cambridge desenvolveram um robô que demonstra como algumas espécies de peixes modernos conseguem se locomover em terra firme. A tecnologia pode ajudar a desvendar como os primeiros vertebrados desenvolveram habilidades semelhantes há centenas de milhões de anos.
- Leia mais: 6 tecnologias antigas que intrigam a ciência moderna (e ainda são difíceis de replicar)
- "IA cria risco de acomodação intelectual"
- Privacidade do Instagram desligada: o que isso significa para as suas DMs
Por meio da combinação de um robô "peixe ambulante", com modelos computacionais baseados em observações de peixes reais, os pesquisadores descobriram que uma ampla gama de espécies não relacionadas desenvolveu, de forma independente, o mesmo padrão básico de locomoção, que essencialmente reproduz em terra os movimentos utilizados na natação.
O padrão de caminhada simples, chamado pelos pesquisadores de "marcha tripoidal ondulante", pode parecer desajeitado à primeira vista. No entanto, trata-se de uma das soluções mais antigas encontradas pela vida para um problema fundamental: escapar de predadores ou se deslocar entre habitats sem membros especializados.
O pesquisador Jonata Arruda, da Universidade Federal do Pará (UFPA), apoiado pelo Instituto Serrapilheira, destaca a relevância da descoberta. "Esses princípios, embora pareçam simples, refletem milhões de anos de processos de microevolução (adaptações dentro das espécies) e macroevolução (origem de novas espécies e grandes grupos ao longo da história da vida). Além desse modelo, existem outros mecanismos de locomoção baseados em esqueletos hidrostáticos, como os observados em minhocas, e em cutículas elásticas, como nos nematódeos. Isso sugere que a transição da água para a terra pode ter sido mais gradual, diversificada e experimental do que imaginávamos, reforçando a ideia de que diferentes grupos podem ter explorado soluções distintas diante dos mesmos desafios ambientais", explica.
A locomoção observada é relativamente simples: os peixes se impulsionam para frente com a cauda, utilizando as nadadeiras dianteiras ou a cabeça como ponto de apoio. Embora espécies individuais de peixes caminhantes já tenham sido estudadas anteriormente, essa é a primeira vez que princípios locomotores comuns são identificados em múltiplas espécies.
Evidências anatômicas
Arruda também ressalta aspectos importantes relacionados à validação dos modelos científicos. "Todo modelo científico é uma simplificação da realidade, incorpora margens de erro e depende das premissas utilizadas", disse. E completou: "Para minimizar esse problema, os pesquisadores validam seus modelos comparando os resultados com organismos atuais que apresentam características semelhantes às dos fósseis estudados. Além disso, utilizam evidências anatômicas, dados biomecânicos e reconstruções paleoambientais".
O estudo apresenta um exemplo plausível de evolução convergente, processo em que diferentes espécies desenvolvem características semelhantes de forma independente. Os resultados também podem ajudar os cientistas a compreender melhor como os vertebrados realizaram a transição da água para a terra, considerada um dos eventos mais importantes da história evolutiva do planeta.
Michael Ishida, engenheiro do laboratório do professor Fumiya Iida, em Cambridge, trabalhou em conjunto com biólogos e paleontólogos para investigar como os peixes modernos caminham e se esses comportamentos poderiam ajudar a explicar como espécies ancestrais realizaram a transição para ambientes terrestres.
Os pesquisadores desenvolveram inicialmente um modelo computacional baseado nos movimentos de Polypterus senegalus, um bichir cinza nativo da África, além de outras espécies capazes de caminhar. O modelo identificou padrões de locomoção semelhantes em diferentes grupos de peixes.
Ishida e sua equipe denominaram esse padrão de movimento de marcha ondulatória em tripé. Nesse tipo de locomoção, o peixe ancora o corpo com as nadadeiras dianteiras ou a cabeça e utiliza a cauda para impulsionar o restante do corpo a partir desses pontos de apoio.
Em seguida, os pesquisadores construíram um peixe-robô físico para testar as hipóteses. Os resultados mostraram que o movimento mais eficiente reproduzia de forma bastante próxima os deslocamentos observados no bichir e os previstos pelo modelo computacional.
Jonata Arruda destaca ainda o potencial dos robôs para a pesquisa evolutiva: "Robôs permitem reconstruir cenários plausíveis e explorar os limites do que era biologicamente possível. Nesse sentido, eles funcionam como verdadeiras máquinas do tempo científicas: não trazem o passado de volta, mas ajudam a torná-lo mais compreensível".
Palavra de especialista
Contribuições
"Os robôs complementam os estudos paleontológicos e ajudam a refinar hipóteses sobre a evolução. Os fósseis, sozinhos, mostram a anatomia e a sequência das transformações evolutivas, e revelam uma fração de como os organismos interagiam com o ambiente. Nesse contexto, os robôs funcionam como laboratórios experimentais para investigar movimentos, estabilidade e desempenho mecânico. No entanto, eles não fornecem respostas definitivas, porque comportamento, tecidos moles e muitos aspectos ecológicos não fossilizam. Por isso, a principal contribuição desses modelos é reduzir incertezas e indicar quais cenários evolutivos são mais plausíveis, considerando também informações sobre paleoambientes e paleoclimas."
Tecnologia
Tecnologia
Tecnologia