跳转到内容

马的进化

来自osm&bio
马的进化

1.始祖马:约5500万年前(始新世早期)

体型小,近似小狗或狐狸;前足4趾后足3趾

牙齿为低冠齿,栖居于温暖湿润的森林,不善于长跑

2.渐新马约4000万-3000万年前(渐新世)

体型增大,大小接近小羊;前、后足均为3趾

牙齿仍为低冠齿但臼齿开始复杂化,适合取食草类;栖息地开始向林缘开阔地扩展

3.草原古马:约2000万-1300万年前(中新世早期)

体型进一步增大;前、后足均为3趾,但以中间趾支撑

牙齿开始先高冠齿发展,食性转向食草类;适应于开阔环境,四肢变长,奔跑能力显著提升

4.上新马:约1300万-400万年前(中新世晚期-上新世)

体型接近现代小马;前、后足仍为3趾但侧趾已极度退化

牙齿为典型的高冠齿,长期吃草,耐磨损;完全适应于草原奔跑生活,称为典型的草原动物

5.真马:约400万年前至今(上新世晚期-更新世)

体型高大,肩高达到1.4m;前、后足仅1趾,中间趾发达

高冠齿高度发达,体型修长矫健,极其擅长快速奔跑

美洲原马在更新世绝灭,现在家马均来自欧洲野马驯化


详情可以参考这个网址:Horse - Evolution, Domestication, Anatomy | Britannica

以下是该网址的部分翻译,但绝大部分为机翻,人工勘误难免有疏漏,欢迎大家补充

马的进化谱系是古生物学中记录最为详尽的之一。马科(Equidae)的历史始于始新世,该时期大约始于5600万年前,止于3390万年前。在始新世早期,出现了最早的马类祖先——一种蹄类食草哺乳动物,其学名为Hyracotherium,但通常被称为Eohippus,即“曙马”。在北美和欧洲均有发现的始马化石显示,这种动物身高为4.2至5手(1 hands=4英尺)(约42.7至50.8厘米,或16.8至20英寸),与现代马相比体型娇小,背部呈拱形,后躯高耸。四肢末端是带有肉垫的脚掌,前蹄各有四个功能性蹄,后蹄各有三个——这与现代马科动物无肉垫、单蹄的脚掌截然不同。其头骨没有现代马那种大而灵活的口鼻部,其颅骨的大小和形状表明其大脑远比今天的马的大脑小且结构简单。牙齿也与现代马科动物大不相同,适应了较为通用的食草动物饮食。事实上,始马(Eohippus)与现代马的差异如此之大,以至于最初人们并未察觉它与现代马科动物的进化关系。直到古生物学家发掘出后来灭绝的马类化石,始马与这些马类的联系才变得清晰。

从始祖马(Eohippus)到现代马的演化脉络呈现出以下趋势:体型增大、蹄数减少、蹄垫消失、四肢变长、小腿独立骨骼融合、口鼻部变长、大脑体积增大且结构更复杂,以及长出适合采食的、具有锯齿状冠部的牙齿。这并非意味着这些特征存在一种从始祖马不可避免地演化至现代马的稳定、渐进的过程。其中某些特征,例如适于食草的牙齿结构,在化石记录中是突然出现的,而非众多渐进变化的最终结果。此外,始祖马还衍生出了马科中许多现已灭绝的分支,其中一些与通向现代马的演化主线存在显著差异。

尽管始马(Eohippus)的化石在旧大陆和新大陆均有发现,但马的后续演化主要发生在北美洲。在始新世剩余的时间里,主要的演化变化体现在牙齿结构上。始新世中期的奥罗马属(Orohippus)和始新世晚期的埃皮马属(Epihippus),在体型和四肢结构上与始马相似。但臼齿的形态——即上下颌每侧各有的四颗前臼齿和三颗臼齿——已发生了一些变化。在始马(Eohippus)中,前臼齿和臼齿有明显区别,且臼齿更大。在奥罗马(Orohippus)中,第四前臼齿已变得与臼齿相似;而在埃皮马(Epihippus)中,第三和第四前臼齿都已呈现出臼齿状。此外,早期马颊齿特有的独立齿尖,在进化马身上已演变为贯穿臼齿及臼齿状前臼齿全长的连续齿脊或齿嵴系统。这些变化体现了对更加专一的采食方式的适应,并被现代马的所有后续祖先所保留。

现代马的下一个重要祖先——中马属(Mesohippus)的化石,发现于北美洲的早、中渐新世(渐新世约始于3390万年前,止于2300万年前)。中马(Mesohippus)比其始新世的祖先更像马:体型更大(平均身高约6手掌[约61厘米,或24英寸]);口鼻部更像马嘴;四肢更长且更纤细。中马的大脑也更大。前足的第四趾已退化为残迹,因此前后足均保留了三个功能性趾和一个足垫。其牙齿仍适应于啃食。

到渐新世晚期,中马(Mesohippus)已进化成一种体型稍大的物种,称为中新马(Miohippus)。中新马的后代在中新世早期(中新世约始于2300万年前,止于530万年前)分化出了多个进化支系。其中一个分支被称为锚齿马类,包含多种三趾食叶马,涵盖了几个属。锚齿马类繁盛一时,其中一些属从北美经白令陆桥扩散到了欧亚大陆。

然而,从米奥马(Miohippus)演化到现代马的是一条不同的分支。该支系的首个代表——帕拉马(Parahippus)——出现在中新世早期。帕拉马及其后代标志着一个根本性的转变,因为它们的牙齿已经适应了吃草。当时,草类正在北美平原上广泛分布,为帕拉马提供了丰富的食物来源。草比多汁的叶子粗糙得多,需要不同的牙齿结构。臼齿长出了更大、更坚固的齿脊,适应了下颌磨碎草叶所需的左右摆动。每颗牙齿还拥有极其长的牙冠,在幼年动物身上,大部分牙冠都埋藏在牙龈线之下。随着咀嚼导致暴露表面逐渐磨损,部分埋藏的牙冠便会生长出来。这种高冠牙结构确保了该动物在其正常寿命内始终拥有足够的研磨表面。消化道必然也发生了相应的适应性变化,但化石记录中并未保存消化器官的痕迹。

从采食型牙列向放牧型牙列的转变,在草原古马(Merychippus)身上基本完成,该物种于中新世中晚期由副马(Parahippus)演化而来。草原古马的外貌想必与现代小马极为相似。它体型相当庞大,站立时身高约10手(101.6厘米,或40英寸),其头骨与现代马的头骨相似。下肢的长骨已发生融合;这种结构在所有现代马科动物中均得以保留,是适应快速奔跑的进化特征。蹄部仍为三趾结构,但在许多物种中蹄垫已消失,两侧趾变得相当细小。在这些形态中,巨大的中央趾承担着动物的体重。强韧的韧带将这只带蹄的中趾与踝骨及小腿骨相连,形成一种弹簧机制,在蹄部触地后推动弯曲的蹄向前伸展。在中新世晚期,草原古马演化出了众多分支。其中大多数,包括三趾马、Neohipparion和 Nannippus,都保留了祖先的三趾足。然而,其中一条演化支却衍生出了单趾的上新马(Pliohippus)马属(Equus)的直接祖先。上新马的化石见于北美上新世早至中期的地层中(上新世约始于530万年前,止于260万年前)。

马属(Equus)——所有现代马科动物(包括马、驴和斑马)均隶属于该属——约在400万至450万年前的中新世时期由上新马(Pliohippus)演化而来。马属在足部的弹簧机制上发展得更为完善,且臼齿更直、更长。这种新形态极为成功,到早更新世(更新世时期约始于260万年前,止于11,700年前)时,已从北美平原扩散至南美,并遍布旧大陆各地。整个更新世期间,马属动物在其北美故土繁盛不衰,但约在1万至8千年前,它们从北美和南美消失了。学者们对此提出了各种解释,包括致命疾病的出现或人类群体的到来(据推测,人类将马作为食物进行捕猎)。尽管有这些推测,马属动物在新大陆灭绝的原因仍不明确。白令陆桥的沉没阻断了马匹从亚洲返回的迁徙通道,直到16世纪初西班牙探险家将马引入,马属动物才重新回到其原生大陆。

在更新世期间,旧大陆马属(Equus)的演化催生了该属的所有现代成员。现代马(Equus caballus)的分布范围从中亚延伸至欧洲大部分地区。该物种无疑衍生出了各地的马类亚种,其中三种——来自中亚的普氏野马(E. ferus przewalskii 或 E. caballus przewalskii)、来自东欧和乌克兰大草原的塔潘马,以及北欧的森林马——通常被认为是家马的祖先种群。(若从遗传学角度与家马进行比较,普氏野马可能是现存的最后一种独立的野马品种。)根据这一观点,普氏野马和塔潘马构成了基础种群,南方的“温血马”由此发展而来,而森林马则孕育出了笨重的“冷血马”品种。