29.04.2016

Позвоночник лошадей рассказал об эволюции их бега

Удивительное открытие сделали американские палеонтологи. Они выяснили, что стиль бега мелкорослых ранних предков лошадей разительно отличался от того, что демонстрируют их современные потомки. Скорее всего, к изменению анатомического строения и всей кинематики бега привело увеличение размеров животных, решили они.

В новом исследовании речь идет главным образом о подвижности позвоночника и изменении энергетики и эффективности бега при переходе от гибкого позвоночного столба древних лошадей к жесткой спине лошадей современных. Традиционно исследования в этой области концентрировались на изменении конечностей, отмечают авторы, в то время как роль позвоночника оставалась недооцененной.

"Лошади предоставляют нам идеальные возможности для исследования эволюции бега, потому что у них имеется изумительная летопись окаменелостей, – рассказала ведущий автор новой работы, доктор Кэтрина Джонс (Katrina Jones) из Гарвардского университета. – Вот уже более века исследователи изучают ноги ископаемых лошадей, чтобы объяснить, как они специализировались для быстрого и долгого бега. Но до сих пор было очень мало известно о том, как в этой знаменитой эволюции участвовал позвоночник".

Раскрывать роль позвоночника в адаптации к бегу Джонс решила на примере всех известных науке лошадей, начиная с форм, живших 50 млн лет назад и достигавших величины домашней кошки. Как выяснилось, несколько эволюционных линий, со временем увеличившихся в размерах и освоивших быстрый бег на дальние дистанции, одновременно с этим обзавелись и жестким позвоночником.

Здесь нужно пояснить, что обычно четвероногие млекопитающие имеют тенденцию на бегу двигать нижней частью спины – это помогает увеличить скорость и отрегулировать дыхание. Однако у лошадей подвижность позвоночника ограничена единственным сочленением позвонков в районе крупа, что делает спину жесткой и, в частности, позволяет людям скакать на лошадях верхом.

В ходе работы Кэтрина Джонс сначала тщательно замерила возможную подвижность всего позвоночного столба у современных лошадей, а затем перешла к аналогичному обследованию скелетов 16 различных видов лошадей ископаемых. И быстро выяснила, что у мелких древних предков вроде Hyracotherium анатомия спины была совершенно непохожей на современную, а средняя и нижняя части позвоночника были намного более гибкими. При этом подвижное сочленение позвонков хорошо коррелировало с размерами тела: чем крупнее было животное, тем менее подвижным становился позвоночник.

По мнению Джонс, укрепление позвоночника стало эволюционным ответом на механическую проблему больших размеров. "Энергия, необходимая для быстрого бега крупного животного, может оказаться экстремальной, поэтому логично повысить эффективность работы за счет минимизации движений позвоночника", – говорит она.

Некоторые современные млекопитающие способны переключаться между "режимами" бега с жесткой и гибкой спиной. Возможно, именно благодаря такому свойству лошади со временем полностью переключились на бег с жестким позвоночником, полагает исследовательница.

Источники:

1. paleonews.ru