布朗大学 信用:Pixabay/CC0公共域 古生物学家在了解恐龙等灭绝动物活着时是如何行走、奔跑、游泳和飞行的方面取得了长足的进步，但不同物种如何移动的机制仍不确定
布朗大学研究人员领导的一项新研究为这个长期存在的难题提供了新的视角
这项研究发表于2月12日，周一
在《美国国家科学院院刊》上，他使用了布朗大学开发的一种创新的三维成像技术——运动形态学的x光重建——来开发一种方法，可以揭示恐龙和其他动物如何运动的新见解
“通过将研究关节运动的最新技术与前所未有的大量关节姿态数据相结合，我们发现了令人惊讶的新信息，这将改善灭绝动物的运动重建，”博士阿米塔·马纳夫扎德说
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布朗大学生态学和进化生物学的候选人，该研究的主要作者
马纳夫扎德说，提高科学家研究动物生物力学的能力很重要，因为关于单个物种如何移动的知识可以用来促进对主要进化转变和转变的理解，“比如有脊椎的动物是如何从水中出来并开始在陆地上行走的，它们是如何从四条腿走路变成两条腿的，以及飞行是如何进化的
" 研究灭绝动物如何行走的传统方法依赖于淘汰过程
化石骨骼被组合在一起，并被操纵以确定关节的活动度——所有这些姿势都可以假设骨骼不会相互碰撞或分开
但是因为这种方法只排除了关节不能移动的可能性，所以科学家们必须求助于其他数据来源——肌肉骨骼模型、轨道测量、机器人模拟——来弄清楚动物的关节在生活中是如何真实移动的
简而言之，这种方法有其局限性
为了确定关节活动度数据是否比古生物学家倾向于假设的信息更丰富，马纳夫扎德与两位同事合作
盖茨是布朗大学的生物学教授，也是XROMM技术开发项目的联合主任；罗伯特·坎比克获得了博士学位
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他是盖茨实验室的学生，现在在肯尼迪克里格研究所运动研究中心和约翰霍普金斯大学医学院神经科学系工作
利用XROMM的三维成像技术，研究人员设计了一项研究，涉及两种活着的动物，戴头盔的珍珠鸡和美洲短吻鳄，它们与灭绝的恐龙关系密切
研究人员拍摄了动物行走和四肢操作的x光视频，对骨骼进行了计算机断层扫描，然后使用XROMM测量了近60万个关节姿势
研究人员将这些姿势绘制在三维关节活动度图上
马纳夫扎德和她的同事们兴奋地发现了一致的模式，这些模式将鸟类和短吻鳄在运动过程中使用的特定姿势与关节活动度联系起来
他们说，这些模式可以用来更精确地重建不再在地球上漫游的动物的行走和奔跑周期
马纳夫扎德说:“由于这些姿势的使用模式，原来恐龙不能用它们的关节做的事情会给我们一些关于它们如何走路的重要线索。”
“此外，这些信息就在我们面前，隐藏在古生物学家已经收集的数据中
我们只是还不知道如何欣赏它
" 研究人员表示，他们能够测量和分析的数十万个关节姿势支持了他们对这些模式的信心
“我们现在可以继续未来的研究，询问这些模式有多广，它们是如何进化的，为什么，”盖茨说
他们还希望未来的研究将采用他们的新方法来帮助确定类似的运动限制是否也可以应用于其他灭绝的动物，如早期哺乳动物；其他关节，如前肢；和其他运动方式，比如飞行
“我们已经给了我们的同事一些工具来改善他们对灭绝动物的重建，并测试他们现有的关于运动的假设是否符合我们发现的模式，”马纳夫扎德说
“但我们的下一个大目标是找出这些模式存在的原因
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