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为探究南美有蹄类 Litopterna 后肢远端较短的原因,研究人员对比 153 种灭绝及 82 种现存共 9 目哺乳动物后肢的功能形态与比例。发现 Proterotheriidae 步态独特,Macraucheniidae 具承重适应,其特殊跗骨结构或起源于古近纪,为有蹄类演化研究提供新视角。
南美洲新生代的地理隔离促使多种有蹄类样哺乳动物演化。其中,南美观星目(Litopterna)包含两个主要类群:体重较小(约 15–70 kg)、功能上单趾的原蹄兽科(Proterotheriidae),以及体型更大(>100 kg)、三趾的马克劳兽科(Macraucheniidae)。尽管在某些方面与奇蹄目(Perissodactyls)和偶蹄目(Artiodactyls)相似,但南美观星目的后肢远端按跖骨 / 股骨比例计算比预期更短。研究通过对比南美观星目后肢与 9 个目 153 种已灭绝和 82 种现存哺乳动物的功能形态学及比例,探索这一现象的潜在解释。
结果表明,南美观星目的跗骨与啮齿类和偶蹄类相似,在横跗关节处具有次级支点;胫骨远端与奔跑型啮齿类(如长耳豚鼠 Dolichotis)相似,内踝较小。原蹄兽科可能采用半跳跃或旋转步态,而非马的横向疾驰,且其近节指骨(proximal phalanges)相对较长,代表了一种不同于马(马科 Equidae)的单趾奔跑策略。相比之下,马克劳兽科体型增大,演化出承重适应性特征,并失去了与活动性相关的跗骨特征。化石足迹研究显示,马克劳兽科可能采用行走步态,研究数据表明其腿部相对较长,为这种不寻常步态与预期形态之间提供了联系。巴西伊塔博拉伊古近纪化石中的南美观星目跗骨特化结构提示,小型跳跃型早期南美观星目的适应性特征,可能为原蹄兽科和马克劳兽科中演化出的奔跑适应性奠定了预适应基础。