一个脚趾真的比三个好吗马的腿是如何进化而不是速度的

来自布里斯托大学和霍华德大学(美国)的古生物学家发现了新的证据，表明马的腿随着时间的推移已经适应了最佳的耐力旅行，而不是速度。

马的祖先(包括驴和斑马)每只脚都有三个脚趾。因为今天只有单趾(单趾甲)形式存活，所以这种解剖学被认为是一种优越的进化结果，使得马能够超越掠食者。

但是我们对马的进化的解释可能会被我们自己的马匹历史所偏见：赛道上的表现对于人类历史来说不如马匹在较慢速度下的耐力那么重要，而这种耐力可能是马进化的关键因素。

研究小组将来自化石记录的证据与现有的马运动研究相结合，并提出单肢肢体的适应性意义是在食物和水的漫游过程中小跑，而不是为了避免食肉动物的疾驰。马脚解剖学中真正的进化“前进”不是额外脚趾的损失，而是“弹簧脚”的演变。

这种pogo-stick类型的足部解剖结构在现代马的三趾远处祖先中演变，其具有扩大的中央脚趾但保留小的“侧脚趾”，这可能防止脚在极端的运动表现期间过度伸展。

“弹簧脚”能够在运动过程中在肢体肌腱中储存弹性能量，并且它的演变与大约2000万年前北美(原始马进化的家园)草原的扩散相吻合。这种有弹性的马在今天非洲的羚羊时期得到了广泛的辐射。

大约1100万年前，它们也扩散到欧亚大陆和非洲，最终形成了比现代马更大的形态。但是，只有导致现代马匹的血统，其中一个，显示出任何减少脚趾数量的倾向。如果单脚趾具有进化优势，那么为什么大多数马在其进化历史的大部分时间内保持三趾状态?

布里斯托尔大学地球科学学院(也隶属于美国布朗大学)的主要作者Christine Janis教授说：“单趾马谱系的早期成员不仅失去了他们的侧脚，而且还失去了他们的骨头。剩下的中央脚趾显示出“弹簧脚”装置升高的证据，暗示这些马越来越依赖于节能运动。

“但与此同时，这些马的背部变得更短更僵硬，禁止适应背部弯曲的快速驰骋步态。相反，首选的运动更可能是中速小跑。”

作者提出，早期的单趾马正在改变他们的日常觅食行为，以更广泛地寻找食物，促进他们脚下的节能适应。侧脚趾的损失可能仅仅是升高主要中央脚趾的解剖结构的结果，并且通过增强的韧带系统，它们的原始功能不再是必需的。

单趾马在大约1200万年前出现在北美洲。在接下来的几百万年里，它们与三趾马一起辐射，但仍然是小马大小，既不多样也不多。

但此时北纬地区的气候变得越来越凉爽。漫游行为的增加将促进节能单脚趾的选择。

当时，单趾马的觅食行为将是马多样性中的一种适应性策略，就像今天不同种类的羚羊有不同的觅食方式一样。

但到了大约500万年前，全球的冷却和干燥趋势变得更加激烈;前三匹马的多样性已经逐渐减少，现代马(马术属的早期物种)的直接祖先出现了。一百万年前，三趾马的所有谱系都灭绝了。

为什么单趾马是唯一能够存活至今的马匹?不太适应的马匹之间不太可能存在竞争，因为旧世界的三趾马在距离北美移民加入250万年之前几百万年才开始衰落。更有可能的是，晚新生代的气候变化有利于单趾马的进化策略。

来自霍华德大学医学院的论文的共同作者Ray Bernor教授指出，由于气候变化，单趾马真的只是幸运的。

他补充说：“三匹马，特别是旧世界的马匹，是一种非常成功的辐射，他们的骷髅表现出对跳跃和弹跳以及跑步的适应性。但他们的进化是为了一个比温暖和潮湿的世界更温暖和潮湿的世界。今天，和许多其他大型哺乳动物一样，直到今天还没有存活下来。“

在过去的几百万年中，单趾马成为世界上占主导地位的马，并且在大约12000年前的更新世末期仅在美洲灭绝。Janis教授补充说：“然而，没有人能够预见到一千万年前这种最终的成功，当时单趾马只是马匹中的一小部分，仅限于北美。“他们的足部解剖结构对于寻找食物最重要，而不是避免自己变成食物。”