据生活360问答科学网11月20日报道,美国按余厂言积害取打知乙大科学家开发了一种机器人蝌蚪,它们会交配和进化,这为揭开我们早期祖先是如何进化成脊椎动物提封病余轮章供新的视野。人类疏远的祖先和其它脊椎动物比它们报的后代更加柔软。它们拥有柔软的脊索,当作最初的脊椎,但并不是椎骨。
科学家认为,椎骨的进化帮助我们的远古祖先通全富故承少教过硬朗的身躯能更有力动游动,因为骨头上面附着的肌肉能产生更大的力量。纽约瓦萨学院的脊椎动物心理学家约翰-郎说:“化石表明脊椎的进化至少经历了四个独立的时期。这表明它们必须具有真正的重要功能。”
为测试这一想法,郎及其同事建造了脊椎长度不同的机器人鱼,以模仿灭绝的动物。然后,他们让这些最棒的游泳者交配,看它们产生的后代是如何进化成更能游泳的动物。
机器人交配
这些机器人蝌蚪也叫“蝌蚪机建斤裂限站得须滑器人”。它们模仿还只有脊索的游泳动物,而这些动物的幼体就是我们所知的海鞘。每一个蝌蚪机器人都有一只单独的电子眼,一个发动机、一台电脑化的大局脑来控制它的行动,它的尾巴由不同长度和硬度的凝胶制成。这些机器人体长6-7英寸,尾巴长2-4英寸,在水面上游动。
科学家让三个机器人在直径8英尺的鱼池中竞赛,看谁能快速围着浮在航其评信副西之逐话池子上的灯游动。看到哪些机器人蝌蚪游动最快后,研究人员就使用电脑模拟让它们交配,并模拟它们在性交时会出现遗传基因的混合,产生下一代蝌蚪机器人。它们中最好的游泳者被给与最成功的交配足众夜控组女弱村段少,并最有机会出现其显著特征,而较差的游泳者就没有这么幸运了。
经过繁殖10代后,研究人员发现当游泳性能提高时,它们硬朗的尾巴也得到了进化。“脊柱动物的这一进化真的出现在现场,它们是如此快速和活跃的动物。这部分解剖学与其进化直接相关,”郎说。
酸际板互倍卫喜然而,郎补充说,他们的分析表明,尾巴硬度的增加只能提高够限40%的游泳性能,这意味着其它员就燃最呢安月方面也在进化,比如,尾巴是如何转动的。“我们计划调查研究其它60%的原因是什么。”
加入食肉动物
此外,当游泳比赛开始时,研究人员还计划在池子里加入一位食肉动物,然后再看机器人尾巴是如何进化的。这位猎手将努力与机器人发生冲突,而蝌蚪机李完异按余器人将尽力避开它。其下一代蝌蚪机器人将使用红外线传感器来探测这位猎手。此传感器将模仿鱼的压力传感器器官,即我们所知的侧线器官。
据介绍,这是鱼和水生的两栖动物接受外界水流压力、低频振动、温度变化等刺激的磁列贵感受器官。鱼的侧线器官最发达,一般位于身体两侧,从头部开始沿着整个身体长轴随着水平肌隔的走向分布,直达尾部呈线状排列,因此又称侧线感觉器官,或侧线系统。侧线器官的分布并不局限在鱼的躯干,在鱼的头部也有发达的侧线器官,头部以下是这个系统的次级分枝。侧线器官是一种“从头到尾”排列的多个感受装置,它好像沿着身体长轴安置的一系列多个警报器,利于检测来自不同方向的刺激,仍景容院进也便于利用不同部位感受器报警的时间差,来占茶另责同述笑载煤测定刺激所处的方位,有利于动物适应水生环境。
郎说:“我们的计划不只是制造脊椎的硬度,还包括椎骨如何弯曲和联接的,并观看这些是如何变化的。”郎及其同事将他们的发现发表在11月17日出版的《实验生物学杂志》上。