Почему у лошадей на ногах по одному пальцу

У предков лошадей дополнительные пальцы играли важную роль, помогая ногам выдерживать большую нагрузку во время бега, но потом все пальцы, кроме среднего, стали просто лишними.

Самые первые предки современных лошадей жили около 50 млн лет назад. Это были небольшие животные, размером с собаку, они бегали по лесам и на ногах у них было по четыре и по три пальца (по четыре – на задних, по три – на передних).

Потом случились изменения климата, и очередные разновидности лошадиных вышли на открытые пространства. Тут они стали увеличиваться в размерах, стали быстрее бегать, в их анатомии произошли серьезные изменения – так, среди прочего, у них постепенно исчезли все пальцы, кроме среднего, и появились копыта – роговые образования, эквивалент нашего ногтя, полностью закрывающие палец.

Эволюция лошадей хорошо изучена благодаря множеству костей, оставшихся от самых разных древних видов. На открытом пространстве степей, саванн и лугов лошадям нужно было быстро двигаться, и преимущество получали те особи, которые были крупнее, и исчезновение боковых пальцев хорошо совпадает с увеличением массы тела и удлинением ног. И все же – почему только один палец?

В статье в Proceedings of the Royal Society B исследователи из Гарварда анализируют историю лошадей с точки зрения биомеханики. Стефани Пирс (Stephanie Pierce) и ее коллеги с помощью компьютерной томографии попытались оценить, как кости ног тринадцати вымерших видов справлялись с нагрузкой.

В результаты авторы работы пришли к выводу, что у ранних лошадей боковые пальцы играли довольно существенную роль. Например, у парагиппуса, который жил как раз в то время, когда уменьшались леса и появлялись обширные равнины, пальцев было по три на каждой ноге, хотя они были слиты вместе и защищены одним копытом (хотя и не таким развитым, как у следующих лошадей). Парагиппус был уже довольно велик, около метра в холке, и два боковых пальца помогали распределять нагрузку так, чтобы не допустить травм – трещин, переломов костей и т. д.

Но лошади продолжали расти, их масса увеличивалась, ноги удлинялись, бегали они все быстрее, и нагрузка на пальцы становилась все сильнее. Растущую нагрузку в первую очередь чувствовал средний палец, который постепенно делался все больше. В конце концов появились лошади, у которых был очень разросшийся, массивный средний палец, а боковые в лучше случае оставались либо в виде рудиментов, либо совсем исчезали. Когда исследователи попытались приставить к ногам таких «однопальцевых» лошадей нормальные, хорошо развитые дополнительные пальцы, то оказалось, что с биомеханической точки зрения они почти никакого преимущества не дают – средний палец сам научился справляться со всей нагрузкой.

То есть нельзя сказать, что участь боковых пальцев у лошадей была предопределена с самого начала – до поры до времени они работали так же, как и средний палец, принимая на себя часть веса и защищая кости конечностей от травм. Но лошади делались все больше и быстрее, и в какой-то момент стало ясно, что средний палец стал главным, а та очень небольшая польза, которую могут принести боковые пальцы, уже не оправдывает те ресурсы, которые на них нужно тратить.