Палеобиологи из Бристольского университета и Университета Говарда (США) обнаружили новые данные, свидетельствующие о том, что ноги лошадей со временем адаптировались, чтобы быть оптимизированными для путешествий на выносливость, а не для скорости.
Предки лошадей (включая ослов и зебр) имели по три пальца на каждой ноге. Поскольку сегодня выживают только однопалые (монодактильные) формы, эта анатомия воспринимается как высший результат эволюции, позволяющий лошадям убегать от хищников.
Но наша интерпретация эволюции лошадей может быть предвзятой из-за нашей собственной истории с лошадьми: производительность на ипподроме была менее важна для истории человечества, чем выносливость лошадей на более медленных скоростях, и такая выносливость, возможно, была решающим фактором. в эволюции лошади.
Исследовательская группа объединила данные палеонтологической летописи с существующими исследованиями передвижения лошадей и предположила, что адаптивное значение однопалых конечностей заключалось в беге рысью во время блуждания в поисках пищи и воды, а не в беге галопом, чтобы избежать плотоядных.
Настоящим эволюционным «шагом вперед» в анатомии копыта лошади была не потеря дополнительных пальцев, а эволюция «пружинной копыта».
Эта анатомия копыта типа «пого-палка» развилась у трехпалых далеких предков современных лошадей, которые имели увеличенный центральный палец, но сохранили маленькие «боковые пальцы», что, вероятно, предотвращало чрезмерное вытягивание копыта во время экстремальных нагрузок. двигательная активность.
«Пружинная стопа» обеспечивает накопление упругой энергии в сухожилиях конечностей во время передвижения, и ее эволюция совпала с распространением пастбищ около 20 миллионов лет назад в Северной Америке (на родине эволюции лошади).
Прыгоногие лошади широко распространялись и были столь же разнообразны в свое время, как антилопы в современной Африке.
Примерно 11 миллионов лет назад они также распространились в Евразию и Африку, где в конечном итоге стали формами крупнее современной лошади. Но только линия, ведущая к современным лошадям, одна из многих, показала какую-либо тенденцию к уменьшению количества пальцев на ногах.
Если однопалость была эволюционно выгодной, то почему большинство лошадей сохраняли трехпалость на протяжении большей части своей эволюционной истории?
Профессор Кристин Дженис, ведущий автор Школы наук о Земле Бристольского университета (также связанной с Университетом Брауна, США), сказала: «Ранние представители линии однопалых лошадей не только теряли свои боковые пальцы, но кости оставшегося центрального пальца ноги свидетельствовали об усилении аппарата «пружинной стопы», что означает, что эти лошади стали больше полагаться на энергосберегающее передвижение.
"Но в то же время спины этих лошадей становились короче и жестче, что противопоказывало приспособление к быстрому галопирующему аллюру с прогибанием спины. Скорее предпочтительным передвижением была, скорее, среднескоростная рысь."
Авторы предполагают, что первые однопалые лошади изменили свое ежедневное поведение при поиске пищи, чтобы более широко бродить в поисках пищи, способствуя энергосберегающей адаптации копыт.
Утрата боковых пальцев могла быть просто следствием модернизации анатомии основного, центрального пальца, и с усиленной системой связок их первоначальная функция больше не была необходима.
Однопалые лошади появились в Северной Америке около 12 миллионов лет назад. В течение следующих нескольких миллионов лет они распространились вместе с трехпалыми лошадьми, но остались размером с пони и не были ни разнообразными, ни многочисленными.
Но в это время климат в северных широтах становился все прохладнее и суше. Рост бродячего поведения будет способствовать отбору энергосберегающей однопалой стопы.
В то время поведение однопалых лошадей при поиске пищи было бы одной из адаптивных стратегий среди разнообразия лошадей, так же, как разные виды антилоп сегодня имеют разные способы поиска пищи.
Но около пяти миллионов лет назад во всем мире тенденция к похолоданию и высыханию стала более интенсивной; прежнее большое разнообразие трехпалых лошадей сократилось, и появился прямой предок современных лошадей (ранние виды рода Equus). Миллион лет назад все линии трехпалых лошадей вымерли.
Почему однопалые лошади были единственной родословной лошадей, сохранившейся до наших дней? Маловероятно, что между по-разному адаптированными лошадьми существовала конкуренция, поскольку трехпалые лошади Старого Света начали сокращаться за несколько миллионов лет до того, как экю эмигрировали из Северной Америки, чтобы присоединиться к ним 2,5 миллиона лет назад. Скорее всего, климатические изменения позднего кайнозоя благоприятствовали эволюционной стратегии однопалых лошадей.
Профессор Рэй Бернор, соавтор статьи, из Медицинского колледжа Университета Говарда, отмечает, что однопалым лошадям действительно повезло из-за изменения климата.
Он добавил: «Трехпалые лошади, особенно гиппарионы Старого Света, были невероятно успешным потомством, и их скелеты адаптировались к прыжкам и прыжкам, а также к бегу. Но они эволюционировали для более теплого мира. и влажнее, чем сегодня, и, как и многие другие крупные млекопитающие, не дожили до наших дней».
Однопалые лошади стали доминирующими лошадьми во всем мире за последние пару миллионов лет и вымерли только в Америке в конце плейстоцена, около 12 000 лет назад.
Профессор Янис добавил: «Однако никто не мог предвидеть этот возможный успех десять миллионов лет назад, когда однопалые лошади были лишь второстепенной родословной среди лошадей, ограниченной Северной Америкой.
"Анатомия их стопы в конечном счете была важна для поиска пищи, а не для того, чтобы самим не стать пищей."