Как конете загубиха пръстите на краката си

Намаляването на страничния пръст е възможно само след ремоделиране на костната структура в средния пръст

Ранен Urpferd в сравнение с днешния кон: Не само размерът се е променил драстично, но и броят на пръстите на краката в коня. © Dellex / CC-by-sa 3.0
чете на глас

Конете са специално еволюционно събитие: те са единствените живи животни със само един крак в стъпалото. Как и защо примитивните коне загубиха другите си пръсти, сега изследователите реконструират. Съответно, примитивните коне могат да се справят без страничните си пръсти само след като костната структура на средния пръст се промени. Едва тогава тя беше достатъчно стабилна, за да носи тежестта на тялото на коня сама.

Днес всяко дете научава еволюционната история на първоначалните коне: Преди малко повече от 50 милиона години предците на нашите коне днес бяха просто куче и имаха три до четири пръста на краката. В течение на следващите милиони години примитивните коне постепенно стават по-големи и краката им също се променят паралелно: двата странични пръста стават по-малки и по-тънки, средният пръст доминира.

Специален случай на еволюция

Днес конете имат само един пръст - превърнат в копито. "Намаляването на крака е често срещано в еволюцията на животните", обяснява Брайана Макхорз от Харвардския университет. „Но това да се прави само на един пръст е много необичайно. Конете са единствените живи животни със само един крак. "

Но защо? Според популярната теория преходът от първоначални коне към живот на отворени пасища играе ключова роля в това: „Повечето учебници и музеи казват, че конете се увеличават, тъй като тревните площи постепенно заместват горите в техните местообитания“, казва Макхорз. Как обаче наддаването на тегло и промененият начин на живот доведоха до такова радикално намаляване на пръстите на краката, засега не беше ясно.

Странични пръсти като стабилизатори

За да се изясни това, изследователите са анализирали пръстите на дванадесет вида изкопаеми коне с помощта на микро-КТ. След това в биомеханичните модели тествали кое налягане и огъване натоварват различните пръсти на краката. По този начин те биха могли също да определят колко дълго страничните пръсти все още активно участват в пренасянето на натоварването на тялото. показ

Еволюция на коне с примера на някои първични коне и техните пръсти Ралф Ролешек / CC-by-sa 3.0

Резултатът: до преди около 20 милиона години страничните пръсти на първоначалните коне бяха незаменими. Все още с Парахип пренасяха значителна част от товара и предотвратяваха, така че средният пръст да се счупи под товара. „Това облекчение би могло да се дължи директно на контакта със земята на пръстите на краката или косвено, тъй като връзките на лигамент отстрани към център го стабилизират“, съобщават изследователите.

Костната структура е адаптирана

Въпреки това, при по-късните примитивни коне като Pliohippus и Hippotherium, това се промени: "С увеличаване на телесното тегло и страничните пръсти продължават да се свиват, средният пръст компенсира това чрез промяна на вътрешната им структура", обяснява съавтор Стефани Пиърс от Харвардския университет.

Преразпределението на костната маса в средния пръст на краката направи страните му по-стабилни и по-дебели, по-добре издържащи на огъващите сили. "В същото време общата костна маса на този пръст на крака се увеличи, което също му позволи да издържа по-добре силите на компресия - това е решаващ фактор при животните с големи телеси", казва Пиърс.

Едва след като средният пръст се заздрави по този начин, примитивните коне най-накрая могат напълно да намалят страничните си пръсти. Те вече не бяха необходими и дори се притесняваха от бързия ход. "След това цената на страничните пръсти надвишаваше тяхната полезност при стабилизиране и носене на натоварване", казват изследователите. (Proceedings of the Royal Society B, 2017; doi: 10.1098 / rspb.2017.1174)

(Университет в Харвард, 23.08.2017 - NPO)