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  • 1 # 果殼影片

    文:六花

    馬可以每小時賓士40千米,可以跨越2.5米的欄杆,甚至可以用腳尖點地旋轉,而且這一切都只建立在每隻腳只有一根足趾上!

    作為目前世界上僅存的,只有一根足趾的動物,科學家們一直非常想知道,馬類動物(如馬、斑馬等)是如何演變到這種極限程度的。要知道,在遠古時期,馬的祖先可是有多個足趾的,怎麼現在就變成“獨趾怪”啦?

    直到最近,這個難題才被解開。來自哈佛大學的研究團隊,透過CT掃描(一種精細的3D X光成像)分析了12只已經滅絕的馬的腳骨。每種馬都屬於不同的種類,包括生活在4500萬到5000萬年前,只有狗一樣大小的史前馬Hyracotherium。

    他們還查看了低地貘的腳骨,這是一種生活在南美洲的哺乳動物,前腳有4根足趾,後腳有3根。低地貘的祖先和馬的祖先是親戚,透過觀察它們的腳骨也許能發現馬單趾的秘密。

    最後,科研團隊按照千萬年來馬的演變繪製出了馬的家譜變化,並且得出了一個讓他們很驚訝的結論:隨著馬的質量增加,中心足趾越來越大,側足趾逐漸退化。

    這就有點挑戰認知了!因為我們都知道,在史前時代,馬需要在面對捕食者或其他危險時快速逃離。而跑、跳或者各種運動加速,都會給腳骨帶來很大壓力。這些壓力全部聚集在一根足趾上,肯定不如分散在多根足趾上才對。

    哈佛大學的研究團隊也是這樣想的。他們做了組對照試驗,模擬全身的重量都在中央足趾上和分散在多根足趾上的情況。發現果然是分散的時候,可以負荷的壓力更大。

    既然側足趾對承載起到了這麼重要的作用,為什麼還要退化側足趾呢?難道是故意想讓中心足趾骨裂,甚至骨折嗎?

    這肯定是不可能滴。於是,研究團隊仔細測量了不同馬的腿骨骨長和橫截面,估算了每種馬的重量,計算骨頭在被擠壓或者彎曲時需要抵抗的壓力。

    他們發現,原來隨著身體重量增加,中間足趾會承受越來越大的壓力。因此在進化的過程中,中間足趾變得越來越粗壯,還改變了自己的內部結構,就為了能使得抗壓性越來越好。

    像生活在在500萬-1600萬年前,叫Pseudhipparion的史前馬,它的中趾就已經變得非常強健了,所能負載的壓力幾乎和多個足趾共同負荷的一樣。馬在進化過程中越來越重,中間足趾越來越大,抗彎曲性、抗壓性也越來越好,兩側足趾自然就漸漸退化了。

    同時,研究團隊的主要負責人Brianna McHorse還提出一個觀點:側足趾的退化可以減少腿部末端的重量。

    在那個時期,氣候變化使得森林減少,草地擴張。野獸為了適應草地環境,必須要跑得遠跑得快。除了進化出大長腿,還得讓自己的身姿變輕盈,才能更好的奔跑。“腿部末端有那麼多足趾會耗費很多能量,”McHorse說道,“如果可以擺脫這些足趾,就儘可能的擺脫吧。”

    像早期的馬一樣為了適應生存而改變足趾的動物還是有很多很多的——比如鹿。不過跟馬不一樣,如今的鹿和有些有蹄類動物每隻腳上都有兩根足趾。它們肢體的平衡正好在兩根足趾的對稱軸上。

    你看,每種動物都在為了生存,而努力的改變著自己,適應著自然。想一想,其實人類也一樣。比如你,為了吃更多的好吃的,使得體重越來越重,於是你的六塊腹肌為了適應生存,“進化”成了一塊…

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