fot. PixabayKopyto wcale nie jest potrzebne koniom do ucieczki? Najnowsze badania sugerują, że kopyto u koniowatych wykształciło się bardziej z potrzeby pokonywania dużych odległości, niż ucieczki przed drapieżnikami.
Po co koniom kopyta?
Koniowate jako jedyne żyjące obecnie na Ziemi zwierzęta poruszają się na jednym palcu. W dużym skrócie w procesie ewolucji środkowy palec stawał się coraz mocniejszy, odporny na przeciążenia, umożliwiając poruszanie się po nieskończonych równinach. Uznaje się, że skoro jednopalczaste zwierzęta są jedynymi, które przetrwały znaczy się, że wykształcenie kopyta umożliwiło koniowatym szybsze poruszanie i ucieczkę przed drapieżnikami.
Paleobiolodzy z Uniwersytetu w Bristolu i Howard University (USA) odkryli nowe dowody sugerujące, że nogi koni przystosowały się z czasem do optymalizacji pod kątem podróży wytrzymałościowych, a nie prędkości. Przodkowie koni (w tym osły i zebry) mieli po trzy palce na każdej kończynie. Ponieważ do dziś przetrwały tylko formy jednopalczaste (monodaktyl), anatomia ta jest postrzegana jako lepszy wynik ewolucyjny, umożliwiający koniom wyprzedzanie drapieżników.
Ale nasza interpretacja ewolucji koni może być zniekształcona przez naszą historię z końmi: wyniki na torze wyścigowym były mniej ważne dla historii ludzkości niż wytrzymałość koni przy niższych prędkościach, a taka wytrzymałość mogła być kluczowym czynnikiem w ewolucji koni.
Zespół badawczy połączył dowody z zapisów kopalnych z istniejącymi badaniami na temat lokomocji koni i zaproponował, aby adaptacyjne znaczenie kończyn jednopalczastych służyło do kłusowania podczas wędrówki po żywność i wodę, a nie do galopowania, aby uniknąć drapieżników.
Prawdziwym ewolucyjnym „krokiem naprzód” w anatomii kończyn koni nie była utrata dodatkowych palców, ale ewolucja „stopy wiosennej”. Ta anatomia stóp typu „pogo-stick” ewoluowała u trójpalczastych odległych przodków współczesnych koni, które miały powiększony centralny palec, ale zachowały małe „palce boczne”, co prawdopodobnie uniemożliwiło stopie nadmierne rozciągnięcie podczas ekstremalnych osiągów lokomotorycznych.
„Stopa wiosenna” umożliwia przechowywanie energii sprężystej w ścięgnach kończyn podczas poruszania się, a jej ewolucja zbiegła się z rozprzestrzenianiem się łąk około 20 milionów lat temu w Ameryce Północnej (pierwotny dom ewolucji koni).
Około 11 milionów lat temu rozprzestrzeniły się także na Eurazję i Afrykę. Ale tylko linia prowadząca do współczesnych koni, jedna z wielu, wykazywała tendencję do zmniejszania liczby palców.
fot. Pixabay
Jeśli pojedynczy palec był korzystny ewolucyjnie, dlaczego większość koni zachowała trzypalczasty stan przez większość swojej historii ewolucyjnej?
Profesor Christine Janis, naczelna autorka z University of Bristol School of Earth Sciences (a także stowarzyszona z Brown University, USA), powiedziała: „Pierwsi członkowie linii koni jednopalczastych nie tylko tracili palce boczne, ale także kości pozostałego centralnego palca u nogi wykazywał oznaki wzmocnienia aparatu, co sugeruje, że konie te stawały się coraz bardziej uzależnione od energooszczędnego poruszania się.
– Ale w tym samym czasie grzbiety tych koni stawały się coraz krótsze i sztywniejsze, przeciw wskazując na adaptację do wyginającego się z tyłu szybkiego chodu. Zamiast tego, preferowaną lokomocją był bardziej średni kłus.
Autorzy proponują, że wczesne konie jednopalczaste zmieniały swoje codzienne nawyki, aby wędrować dalej w poszukiwaniu pożywienia, rozwijając cechy promujące zmianę kończyn. Utrata palców bocznych mogła być po prostu konsekwencją ulepszenia anatomii głównego, centralnego palca, a dzięki wzmocnionemu systemowi więzadeł ich pierwotna funkcja nie była już konieczna.
Konie jednopalczaste pojawiły się w Ameryce Północnej około 12 milionów lat temu. W ciągu następnych kilku milionów lat funkcjonowały one obok koni trójpalczastych, ale pozostawały wielkości kucyka i nie były ani różnorodne, ani liczne. Ale w tym czasie klimat w północnych szerokościach geograficznych stawał się coraz chłodniejszy i bardziej suchy. Wzrost zachowań wędrownych przyczyniłby się do „wyboru energooszczędnych kończyn jednopalczastych”.
W tym czasie zachowanie koni żerujących na pojedynczych palcach byłoby jedną strategią adaptacyjną wśród różnorodności koni, podobnie jak różne rodzaje antylop mają dziś różne sposoby żerowania.
Jednak około pięciu milionów lat temu trend chłodzenia i suszenia stał się bardziej intensywny na całym świecie; dawna wielka różnorodność koni trójpalczastych zmalała, a pojawił się bezpośredni przodek współczesnych koni (wczesne gatunki z rodzaju Equus). Przed milionem lat wymarły wszystkie linie koni trójpalczastych.
fot. Pixabay
Dlaczego konie jednopalczaste były jedyną linią koni, która przetrwała do dnia dzisiejszego?
Jest mało prawdopodobne, aby rywalizacja była związana z różnie przystosowanymi osobnikami, ponieważ liczba trójpalczastych koni zaczęła spadać kilka milionów lat przed wyemigrowaniem Equus z Ameryki Północnej, aby do nich dołączyć 2,5 miliona lat temu. Bardziej prawdopodobne jest, że zmiany klimatyczne późnego kenozoiku sprzyjały ewolucyjnej strategii koni jednopalczastych.
Profesor Ray Bernor, współautor artykułu, z College of Medicine w Howard University, zauważa, że konie jednopalczaste naprawdę miały szczęśliwą przewagę z powodu zmieniającego się klimatu.
Dodał: „Trójpalczaste konie były niesamowicie udanym gatunkiem, a ich szkielety wykazywały adaptacje do skakania i wyskakiwania, jak również biegania. Ale ewoluowały w świecie cieplejszym i wilgotniejszym niż świat dzisiaj i podobnie jak wiele innych dużych ssaków nie przetrwało do dnia dzisiejszego ”.
Konie jednopalczaste stały się dominującymi koniowatymi na całym świecie w ciągu ostatnich kilku milionów lat i wymarły tylko w Ameryce pod koniec plejstocenu, około 12 000 lat temu.
Profesor Janis dodała: „Jednak nikt nie mógł przewidzieć tego ewentualnego sukcesu dziesięć milionów lat temu, kiedy konie jednopalczaste były jedynie pomniejszą linią pośród koni, ograniczoną do Ameryki Północnej. „Ich anatomia stóp była ostatecznie ważna dla znalezienia pożywienia, a nie dla uniknięcia stania się jedzeniem drapieżników”.
Źródło: University of Bristol. “Is one toe really better than three? How horse’ legs evolved for travel rather than speed.” ScienceDaily. ScienceDaily, 17 April 2019. <www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190417111429.htm>.
