Jak przodkowie koni palce potracili
Konie bez problemu mogą przeskakiwać wysokie przeszkody, galopować z prędkością sięgającą 70 km/h oraz uciągnąć blisko tonę – a wszystko to z jednych dużym palcem u nogi. Najnowsze badania pomagają wyjaśnić, dlaczego, choć przodkowie koni mieli nawet do czterech palców, to właśnie jeden palec tak znacząco zwiększył końską siłę i szybkość.
Konie razem z zebrami i osłami tworzą wąskie grono zwierząt wyposażonych tylko w jedno kopyto. Naukowcy już dawno podejrzewali, że dzięki dawnemu końskiemu pojedynczemu palcowi – dziś przekształconemu w kopyto – koniowate mogły przemieszczać się szybciej, szybciej uciekać przed drapieżnikami i poszukiwać nowych pastwisk na dalszych dystansach. Ale hipoteza, że posiadanie jednego dużego palca jest lepsze niż posiadanie kilku, nigdy nie została przetestowana z biomechanicznego punktu widzenia.
– Nasze badania to bardzo ważny krok w stronę zrozumienia, dlaczego konie traciły palce na pierwszych etapach ewolucji – mówi prof. Karen Sears, biolog ewolucyjny z UCLA.
A pierwsi przedstawiciele rodziny koniowatych mieli co tracić. Żyjące około 55 milionów lat temu Hyracotherium o rozmiarach psa miało po cztery palce u kończyn przednich oraz po trzy u kończyn tylnych. Z kolei Merychippus sprzed około 10 milionów lat, bardzo już przypominający współczesnego konia, miał u nóg po trzy palce, w tym jeden, środkowy, dłuższy i zakończony kopytem przypominającym paznokieć. Jedyny żyjący dziś rodzaj konia (Equus) pojawił się jakieś 5 milionów lat temu.
– Jeśli by się dobrze przyjrzeć, wciąż można dostrzec pozostałości kości, które doprowadziłyby do pozostania bocznego palca końskiej nogi – przekonuje Brianna McHorse, doktorantka paleontologii na Uniwersytecie Harvarda.
Aby prześledzić ewolucję końskich palców i ich transformację w kopyta, McHorse i jej współpracownicy wykorzystali tomograf komputerowy do uchwycenia wewnętrznej struktury skamieniałych kości kopytowych 12 gatunków wymarłych koni. Zespół badaczy przeanalizował również kopyto tapira – blisko spokrewnionego z koniowatymi nieparzystokopytnego ssaka z Ameryki Południowej. Symulacje komputerowe pozwoliły oszacować, jak kości każdego z gatunków reagowały na związane z przemieszczaniem się przeciążenia, takie jak przeskakiwanie przeszkód lub przyspieszanie do galopu. Następnie naukowcy porównywali, co zmieniało się, gdy całkowita masa zwierzęcia opierała się nogach jednopalczastych, a co – gdy na nogach kilkupalczastych.
Boczne palce w znaczący sposób zwiększały zdolność do udźwignięcia całej masy, a środkowy palec wczesnych koniowatych złamałby się bez pomocy dwóch pozostałych. W miarę jednak jak przybliżała się era współczesnych koniowatych, a boczne palce zanikały, kość kopytna stawała się grubsza. Dzięki tym zmianom pojedyncze kopyto stało się tak samo mocne i odporne na działające na nie siły jak kilka palców.
Wraz z wydłużaniem się końskich nóg, dodatkowe palce na kończynach stawały się balastem noszonym wokół kostek. Redukcja tych nieprzydatnych już części ciała, jak twierdzi Brianna McHorse, mogła pomóc wczesnym koniowatym w zachowaniu energii potrzebnej do przemieszczania się szybszego i na większe odległości.
Autorzy studium nie rozstrzygają, jaka była kolejność wydarzeń: czy rozrost środkowego palca doprowadził do utraty palców bocznych, czy też może zanik bocznych palców wymusił zmiany palca środkowego. Na pewno jednak modelowanie polegające na określeniu jak siły związane z przemieszczaniem działało na ewolucję zwierzęcych kości pozwoli na rozwiązanie zagadki, dlaczego palce na przestrzeni dziejów utraciły nie tylko koniowate.
Opracowano na podstawie artykułu „How horses lost their toes” opublikowanego na portalu sciencenews.org
