Equus- suvun eläimillä, joihin sisältyy seepraja, hevosia ja aaseja, on epätavallinen kuuluisuusväite: He ovat ainoita eläviä eläinryhmiä, joilla on vain yksi varvas. Mutta näin ei aina ollut. Ryhmän koirankokoisilla esi-isillä oli oikeastaan neljä varpaa etujaloissaan ja kolme takanaan. Miksi he menettivät numeronsa? Kuten The Guardian Nicola Davis raportoi, tutkijoilla voi olla vihdoin vastaus.
The Proceedings of the Royal Society B -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Harvardin tutkijat käyttivät mikro-CT-skannauksia luodakseen yksityiskohtaisia kolmiulotteisia kuvia eläinten jaloista. He tutkivat 12 sukupuuttoon sukupuuttoon kuolleen eri hevoslajin jalkaa pitkät luut sekä tapirin luut, iso sikamainen eteläamerikkalainen laji, jonka varpaat olivat neljä etuosaa ja kolme takana.
Sitten he käyttivät näitä tietoja mallinntaakseen, kuinka paljon stressiä nuo luut kokevat juoksemisen ja hyppäämisen aikana. Kuinka keskivarpa käsitteli kehon painoa? Kuinka sivuvarpaat jakavat voiman?
He löysivät, että ylimääräiset varpaat varhaisissa hevosen esi-isissä olivat välttämättömiä; ilman varpaita läsnä painon jakamiseksi, juoksemisesta ja hyppäämisestä aiheutuva stressi riittää isovarpaan luun murtumiseen. Hevosten kasvaessa kuitenkin isovarpaan luonne muuttui.
"Kun kehon massa kasvoi ja sivuvarpaat kutistuivat, keskimmäinen luku kompensoitiin muuttamalla sen sisäistä geometriaa, jolloin yhä suuremmilla hevoslajeilla voidaan lopulta seistä ja liikkua yhdellä varpaalla", Harvardin evoluutiobiologi ja avustaja Stephanie Pierce sanoo lehdistössä. julkaisu. Taakkaa kantavan numeron luu liikkui kauemmas jalan keskustasta ja kasvaa paksummaksi auttaen sitä vastustamaan taipumista ja murtumista.
Tämä havainto tukee viimeisimpiä teorioita siitä, miksi hevoset kasvoivat suuremmiksi ja menettivät varpaat. Kuten Jen Viegas Seekerissä raportoi, 55 miljoonaa vuotta sitten hevosen varhaisin esi-isä oli koirakokoinen suku Hyracotherium, joka vaelsi Pohjois-Amerikan metsissä ja jolla oli neljä etu- ja kolme takavarpaa kummallekin raajalle. Olento menetti etujalan luonnollisen valinnan takia, jolloin syntyi kaviomainen kynsi, jonka pohjassa todennäköisesti oli tyyny. Kun ilmasto muuttui ja avautui alueen laajoja nurmeja, varhaiset hevoset muuttivat tasangoille selektiivisellä paineella, joka johti suurempaan kehon massaan. Noin viisi miljoonaa vuotta sitten, tämä muutos johti keskivarren vahvistumiseen ja ulkoisten numeroiden menettämiseen.
Tutkimuksen pääkirjailija Brianna McHorse (kyllä, se on hänen oikea nimensä) todennäköisesti auttoi eläimiä liikkumaan nopeammin ja tehokkaammin. "On erittäin energisesti kallista olla nippu varpaita jalkan päässä", McHorse kertoo Davisille. "Jos pääset eroon niistä, silloin jalkan kääntäminen jokaisesta vaiheesta maksaa vähemmän, energisesti sanottuna."
Edinburghin yliopiston eläinlääketieteellinen tutkija Robin Bendrey, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, tukee analyysiä. "[Tutkimus] auttaa merkittävästi selittämään hevoseläinten perheen merkittävän evoluutiokykyisen kehityssuunnan ja sellaisen, joka lopulta tuotti eläimen, jolla on ollut niin vaikutusvaltainen ihmiskunnan historiassa", hän kertoo Davisille.
Huolimatta siitä, että se on hyödyllinen hevosille, yhden varpaan pitäminen on edelleen evoluution aikana epätavallista. Jotkut Etelä-Amerikassa kehittyneestä esihistoriallisesta eläimestä, joka tunnetaan liptoterneinä, hävisivät myös numeronsa ja kehittivät hevosen kaltaisen yksivarpaisen varpaan. Mutta nämä olennot ovat jo kauan sitten kuolleet sukupuuttoon, joten hevonen ja sen merkki ovat ainoat jäljellä olevat yksivarpaiset ottelijat maapallolla.
