Digital Paläontologie enthüllt Details der Dinosaurier

Die Hacke und Schaufel können nur so weit gehen, in Details über Dinosaurier ausgraben. Jetzt sind Supercomputer wissen über ihre Anatomie, die sonst verloren Geschichte enthüllt.

Auch wenn es einige glücklichen Paläontologen gelungen, die vollständige Skelette von ausgestorbenen Kreaturen zu rekonstruieren, bleibt noch viel über die Anatomie, die bleibt ein Rätsel. Zum Beispiel, während Merkmale der Knochen einer sagen können wo Muskeln befestigt wurden, sie nicht sagen wie lange diese Muskeln waren. Dies kann zu überraschenden Unterschiede in den Bildern, die Künstler zu zeichnen, wie die Tiere im Leben ausgesehen.

Beispielsweise wenn die Muskeln an den Oberschenkelknochen eines Tyrannosaurus Rex angeschlossen kurz waren, würde das vorschlagen es vertikal abgewinkelt war, wie beim Menschen. Jedoch waren sie sehr lange, könnte es horizontal wie Vögel abgewinkelt wurde haben.

Dies ist eine Möglichkeit, ein neues Feld der Wissenschaft bekannt als Computer Paläontologie Details der Dinosaurier nicht verfügbar nicht anders beleuchten kann. Zum Beispiel, setzen Forscher Bill Sellers und Phil Manning an der University of Manchester in England virtuelle Muskeln auf digitale Versionen von Dinosaurierskeletten, herauszufinden, wie diese Goliaths einst wandelten.

Erste Versuche, nach dem Zufallsprinzip zu entschlüsseln, welche Muster der Muskelaktivierung funktioniert beste Ergebnis fast immer in das Tier fallen auf den ersten Blick, erklärt Computer Paläontologe Peter Falkingham an der University of Manchester. Aber die Wissenschaftler beschäftigen "genetic Algorithms," oder Computerprogramme, die sich verändern und entwickeln können und so laufen Muster nach Muster, bis sie Verbesserungen bekommen.

Schließlich entwickeln sie eine Muster der Muskelaktivierung mit einer stabilen Gang und die Dinosaurier kann gehen, laufen, jagen oder grasen, Falkingham sagte. Vorausgesetzt, natürliche Selektion entwickelt die bestmögliche Lösung als auch das modellierte Tier sollte ähnlich wie das jetzt ausgestorbene Gegenstück bewegen. In der Tat haben sie ähnliche Spitzengeschwindigkeiten und Gangarten mit Computer Versionen von Mensch, emus und Strauße wie in der Realität erreicht.

Falkingham untersucht versteinerte Spuren wie Fußabdrücke. "Tracks können Sie sagen, dass können nicht so viel, dass Skelette," sagte er zu LiveScience. "sie können Sie über die weichen Teile der Füße, die im Laufe der Zeit konserviert waren nicht erzählen. Sie können Ihnen sagen, wie das Tier bewegt, wie es ging oder lief. Sie können sogar informieren Sie über die Umwelt, in die sie wohnte, und vielleicht zeigen Sie, dass sie umgezogen sind, beträchtliche Entfernungen können."

Das Problem mit dem Titel ist, dass sie sehr schwierig zu interpretieren als die Anzahl der Variablen, die mit wie Spuren Form "Staffelung" Falkingham, erklärte, sein können. "Besteht das Sediment aus winzigen Ton-Teilchen, die aneinander haften oder größeren Sandpartikel, die über Rollen? Was ist der Wassergehalt, die Partikel können zusammenhalten, aber legt man in zuviel, es drückt Partikel auseinander? Was ist die Festigkeit, Elastizität und Kompressibilität des Bodens? Und was passiert, wenn Sie Sedimentschichten haben? Die Eindrücke hinterlassen auf unteren Ebenen kann sehr anders als die auf der Oberfläche hinterlassen."

Physisch Neuerstellen jedes Potenial-Szenario mit einem realen Feld von Schlamm ist außerordentlich zeitaufwändig und schwierig, genau zu wiederholen, also hier kommt Computersimulation.

Falkingham beschäftigt Computersimulationen zu sehen, welche Tracks bilden beim virtuellen Füße berühren sich auf digitalen Boden. Sie können dann diese Bilanz zerkleinern und betrachten es aus jedem Winkel, die sich notwendig als, wenn Paläontologen nur Teil eines Titels haben zu untersuchen. Durch Hunderte von Simulationen auf Supercomputern zur gleichen Zeit ausgeführt wird, können sie beginnen, herauszufinden, welche Arten von Fußabdruck würde erwartet werden, wenn ein Tier in einer bestimmten Weise über eine bestimmte Art von Boden bewegt.

Die Experimente können manchmal unerwartete Ergebnisse werfen. Falkingham hinzugefügt. Zum Beispiel, als er war einmal nass, schlampig Schlamm um zu sehen, wie ein ausgestorbener Vogel ging zu simulieren – Erkenntnisse, die beleuchten könnte wie Vögel von den Dinosauriern entwickelt – sobald das Ergebnis einen Schwimmhäuten Fußabdruck war, obwohl der Fuß selbst keine Schwimmhäute war. Der virtuellen Boden hatte verdrängt worden, zwischen den Zehen vor einstürzenden ein Plattform-artige Struktur, die eine fossile Spur, wie der Eindruck hinterließ ein Schwimmfuß interpretiert werden könnte.

Die weichen Teile von Tieren, wie Gurtband, kommt nur selten als Fossil erhalten wird viel des Beweises für die Evolutionsgeschichte von Schwimmhäuten-footed-Vögel aus Tracks, Falkingham sagte. Diese Ergebnisse erfordern sorgfältige Neuinterpretation von Schwimmhäuten Fußspuren.

Falkingham untersucht nun auch vierbeinige Dinosaurier. "Es ist toll, nicht nur siehe Dinosaurier im Tod, sondern auch, wie sie gelebt haben könnte", sagte er.

Falkingham diskutiert rechnerische Paläontologie am 31. März bei der UK Natural Environment Research Council News-Site "Planet Erde".

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