Tiere der Gattung Equus, zu der Zebras, Pferde und Esel gehören, haben einen ungewöhnlichen Bekanntheitsgrad: Sie sind die einzige lebende Tiergruppe mit nur einem Zeh. Dies war jedoch nicht immer der Fall. Die Vorfahren der Gruppe hatten vier Zehen vorne und drei hinten. Warum haben sie ihre Ziffern verloren? Wie Nicola Davis von The Guardian berichtet, haben Forscher möglicherweise endlich eine Antwort.
In der Studie, die in der Zeitschrift The Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht wurde, verwendeten Harvard-Forscher Mikro-CT-Scans, um detaillierte 3D-Bilder von Tierfüßen zu erstellen. Sie untersuchten die langen Knochen in den Füßen von 12 ausgestorbenen Pferdearten einer anderen Gattung sowie die Knochen eines Tapirs, einer großen schweineartigen südamerikanischen Art mit vier Zehen an den Vorderfüßen und drei im Rücken.
Sie verwendeten diese Daten dann, um zu modellieren, wie stark die Knochen beim Laufen und Springen belastet sind. Wie hat der Mittelfuß mit dem Körpergewicht umgegangen? Wie verteilten die Seitenzehen die Kraft?
Was sie fanden, ist, dass die zusätzlichen Zehen in frühen Pferdevorfahren notwendig waren; Ohne die anwesenden Zehen, um das Gewicht zu verteilen, würde die Belastung durch Laufen und Springen ausreichen, um den großen Zehknochen zu brechen. Mit zunehmender Größe der Pferde änderte sich jedoch die Architektur des Großzehenknochens.
"Als die Körpermasse zunahm und die Seitenzehen schrumpften, wurde die mittlere Ziffer durch eine Änderung der inneren Geometrie ausgeglichen, sodass immer größere Pferdearten schließlich auf einer Zehe stehen und sich bewegen konnten", so die Evolutionsbiologin und Co-Autorin Stephanie Pierce in einer Presse Veröffentlichung. Der Knochen der Ziffer, die die Last trug, entfernte sich weiter von der Mitte des Fußes und wurde dicker, was dazu beitrug, dass er sich nicht verbog und brach.
Diese Erkenntnis stützt sich auf die neuesten Theorien darüber, warum Pferde größer wurden und ihre Zehen verloren. Als Jen Viegas bei Seeker Berichten zufolge war der früheste Vorfahre des Pferdes vor 55 Millionen Jahren die hundegrosse Gattung Hyracotherium, die die Wälder Nordamerikas durchstreifte und für jedes Glied vier Vorder- und drei Hinterzehen aufwies. Die Kreatur verlor einen vorderen Zeh aufgrund natürlicher Selektion, wodurch eine hufähnliche Klaue entstand, die wahrscheinlich ein Polster am Boden aufwies. Als sich das Klima änderte und riesige Wiesen in der Region öffneten, zogen frühe Pferde in die Ebene, wobei selektiver Druck zu einer größeren Körpermasse führte. Vor ungefähr fünf Millionen Jahren führte diese Verschiebung zu einer Stärkung des Mittelfußes und dem Verlust der äußeren Ziffern.
Laut der Hauptautorin der Studie Brianna McHorse (ja, das ist ihr richtiger Name) hat dieser einzelne Zeh den Tieren wahrscheinlich geholfen, sich schneller und effizienter zu bewegen. "Es ist sehr energisch teuer, ein paar Zehen am Ende dieses Beins zu haben", sagt McHorse zu Davis. "Wenn Sie sie loswerden, kostet es energetisch weniger, dieses Bein für jeden Schritt zu schwingen."
Robin Bendrey, ein Zooarchäologe der University of Edinburgh, der nicht an der Studie beteiligt war, unterstützt die Analyse. "[Die Studie] leistet einen wichtigen Beitrag zur Erklärung eines wichtigen evolutionären Adaptationstrends der Familie Equidae und eines Trends, der letztendlich ein Tier hervorgebracht hat, das in der Geschichte der Menschheit so einflussreich war", erzählt er Davis.
Trotz seiner Nützlichkeit für Pferde ist es evolutionär ungewöhnlich, einen Zeh zu haben. Einige Arten eines prähistorischen Tiertyps, die in Südamerika als Liptoternen bekannt wurden, verloren ebenfalls ihre Ziffern und entwickelten eine pferdeartige Einheit. Aber diese Kreaturen sind seit langem ausgestorben, so dass das Pferd und sein Geschlecht die einzigen verbliebenen Einzelfinger auf der Erde sind.
