«Проект примирил инженеров, которые знают компьютерное моделирование и биологов, которые могут обеспечить эволюционные вопросы», заявили лидер исследовательской группы, эволюционный биолог Доминик Адряан, доктор философии, преподаватель в Гентском университете. «С биологической точки зрения мы хотим понять, как естественный отбор изменил относительно твердый наследственный хвост, покрытый костистыми, бронированными пластинами в комплекс seahorse хвост, который все еще полностью покрыт бронированными пластинами, но очень гибок».Adriaens, член американской Ассоциации Анатомов (AAA), представит это исследование на Годовом собрании AAA во время Экспериментальной Биологии 2015.Команда использовала информацию от мышц и костей реального seahorse хвоста, чтобы развивать компьютерную модель, которую они могут использовать, чтобы расшифровать, как хвост получает свои замечательные черты.
Например, модель позволяет исследователям проверять, как определенные мышцы и скелетные структуры способствуют цепкому движению хвоста и затрагивают углы изгиба. Компьютерная модель позволяет исследователям управлять анатомией способом, которая не возможна с проживанием seahorses.
Продукция может визуализироваться как 3D анимация хвоста и раньше может оценивать, что энергия должна была согнуть хвост.Исследовательская группа использовала тысячи 3D пунктов от компьютерной модели, чтобы определить количество и нанести на карту уникальную броню seahorse и мускульную и скелетную систему в. Они тогда сравнили анатомию хвоста к тому из других видов рыбы в семье seahorse, у некоторых из которых нет хвостов тем изгибом или схватыванием.
«Мы выдвинули гипотезу, что изменение в цепких разновидностях будет намного меньше, чем не схватывать рыбу, потому что это потребовало бы, чтобы определенные стандартные блоки построили хвост, который гибок и тверд в то же время», сказал Адриэенс. «К нашему удивлению мы нашли различия в способах, которыми цепкий хвост был сделан, на основе тех же самых скелетных и мускульных элементов. Хотя цепкий хвост очень исключительный для рыбы, он развился многократно независимо в семье, которой принадлежат seahorses».Adriaens сотрудничает с Майклом Портером, доктором философии, доцентом в Отделе Машиностроения в Университете Клемсона, который хочет использовать результаты, чтобы сделать защитную броню, которая гибка и прочна, или разработать цепкие роботы, которые являются длинными и тонкими.
«Понимание механизмов, вовлеченных в эволюцию seahorse хвоста, позволяет нам устранить техническую оптимизацию и вместо этого использовать биологию в качестве нашей модели оптимизации», сказал Портер. «Это знание позволяет нам щипать свойства достигнуть желаемой гибкости и характеристик силы. Поскольку seahorse броня допускает большую гибкость, было бы интересно видеть, можем ли мы разработать бронированные устройства, у которых есть гибкость, и в то время как не обязательно цепкий, имел бы большой спектр движения с многократными степенями свободы».
Seahorses используют сильные и гибкие хвосты, чтобы прикрепить себя к заводам и другим материалам по коралловым рифам или морскому дну, позволяя им скрыться от хищников.