Em um estudo publicado nos Proceedings of the National Academy of Sciences, pesquisadores da Universidade Carnegie Mellon recriaram de forma genial um organismo marinho, o Pleurocystitid, que prosperou há cerca de 450 milhões de anos. Este projeto marcante, liderado pelos professores Phil LeDuc e Carmel Majidi, representa um avanço significativo no campo emergente da paleobiónica, combinando robótica com paleontologia para desvendar os segredos de formas de vida antigas.
O Pleurocystitid, membro da classe dos equinodermos, que inclui estrelas-do-mar e ouriços-do-mar modernos, acredita-se ter sido um dos primeiros equinodermos capazes de movimento usando um caule muscular. Apesar da ausência de um análogo contemporâneo, essas criaturas antigas há muito fascinam paleontólogos devido ao seu papel crucial na evolução dos equinodermos. A reconstrução do Pleurocystitid pelo estudo lança nova luz sobre esta fase crucial na história evolutiva.
Usando evidências fósseis como guia, a equipe de pesquisa empregou uma combinação de elementos impressos em 3D e polímeros para emular a estrutura colunar flexível do apêndice móvel do organismo. Essa abordagem inovadora permitiu-lhes hipotetizar que os Pleurocystitids provavelmente se moviam pelo fundo do mar usando um caule que impulsionava o animal para a frente. As experiências da equipe sugeriram que movimentos amplos e abrangentes eram provavelmente os mais eficazes, e que o aumento do comprimento do caule poderia aumentar significativamente a velocidade do organismo sem exigir gasto energético adicional.
Fóssil de Pleurocystitid
Os insights obtidos com este projeto não estão apenas confinados à compreensão de formas de vida antigas. Eles também têm implicações profundas para a ciência e tecnologia modernas, particularmente nos campos da robótica e biomecânica. O estudo demonstra que, ao reconstruir organismos extintos, os pesquisadores podem obter insights inestimáveis sobre os fatores biomecânicos que impulsionaram a evolução das estratégias de locomoção em animais.
Phil LeDuc, professor de engenharia mecânica na Universidade Carnegie Mellon, enfatiza a importância desse empreendimento. “Nosso objetivo é usar a Softbotica para trazer sistemas biológicos de volta à vida, no sentido de que podemos imitá-los para entender como operavam”, explica ele. Essa abordagem não apenas enriquece nossa compreensão do passado, mas também informa desafios científicos e de engenharia contemporâneos.
A equipe usou a Softbotica – robótica que incorpora eletrônicos flexíveis e materiais macios – em uma abordagem pioneira no estudo da biomecânica. Ao construir membros e apêndices de robôs flexíveis que imitam sistemas biológicos, os pesquisadores estão mergulhando em princípios fundamentais da biologia e da natureza que só podem ser totalmente compreendidos examinando a linha do tempo evolutiva do desenvolvimento animal.
Carmel Majidi, professor de engenharia mecânica e autor principal do estudo, destaca a importância de olhar para trás na história evolutiva para informar o entendimento científico atual. “Muitos princípios fundamentais da biologia e da natureza só podem ser totalmente explicados se olharmos para a linha do tempo evolutiva de como os animais evoluíram. Estamos construindo análogos de robôs para estudar como a locomoção mudou”, diz Majidi.
O estudo também levanta questões intrigantes sobre as interações ambientais desses organismos antigos. Uma das questões mais significativas não respondidas sobre os Pleurocystitids é como o tipo de superfície em que habitavam – seja areia ou lama – influenciou seu movimento. Esse aspecto permanece uma área-chave para pesquisas futuras.
Além disso, o sucesso da equipe em usar a Softbotica para engenhar organismos extintos abre possibilidades empolgantes para explorações futuras. Os pesquisadores estão ansiosos para estender seu trabalho a outros animais antigos, como aqueles que fizeram a transição do mar para a terra, um salto evolutivo crítico que não pode ser estudado da mesma maneira usando hardware robótico convencional.
Richard Desatnik, candidato a PhD e coautor principal do estudo, aponta os desafios e oportunidades na robótica bioinspirada. “Pesquisadores na comunidade de robótica bioinspirada precisam escolher e selecionar características importantes para adotar dos organismos”, observa ele. Essa abordagem seletiva é crucial para determinar estratégias eficazes de locomoção para robôs.
O estudo não apenas ressuscita uma fatia da vida antiga, mas também representa um testemunho do espírito colaborativo da ciência, com contribuições adicionais do Instituto de Paleobiologia, Academia Polonesa de Ciências, e do Instituto Geológico e Mineiro da Espanha. Esse esforço internacional sublinha a busca universal pelo conhecimento que transcende fronteiras geográficas e temporais.
