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馬的演化

馬的演化 有關馬的演化,
一向被許多演化論者當做演化最佳的例證,藉此說明演化是如何發生的。

1870年代,馬修(O.C. Marsh)為身為達爾文大力支持者的赫胥黎(T.H. Huxley)繪製馬的演化圖(圖一),
馬修將出土的馬的系列化石串接成一條階梯式的直線演化圖:

從5千8百萬年前的始新馬(Eohippus)演化為3千6百萬年前的漸新馬,
再演化為2千5百萬年前的中新馬,再演化為1千3百萬年前的鮮新馬,
最後在2百萬年前現代馬出現。這個故事呈現完美的演化結果:

為了生存,馬朝向單趾、高大體型、易於嚼食雜草的齒型等演化。
不久,這個演化故事就被美國自然史博物館採用,同時也納入教科書內容。
當更多的新化石陸續出土,這個演化故事就顯得太過於簡化,
同時誤導一般民眾以為馬的演化是演化最完美的例證,
誤認演化路徑是有目的、方向性、可預測的。






圖一:馬的演化圖

來源:館內
麥克菲登(Bruce Macfadden)在1988年重新繪製馬的演化圖,
從5千5百萬年前的始馬屬(Hyracotherium)開始到現代馬的馬屬(Equus)出現,
呈現出的是一個樹叢狀的演化樹,現代馬不過是其中一個演化分支,
更值得注意的是強調馬的演化是一個由出現到興盛,卻衰微相當迅速的演化歷程,
也駁斥傳統體型逐漸變大、單趾化的說法。現代馬是目前唯一僅存的始馬後代,
分類上屬於馬屬(Equus),現存馬屬僅八種:三種斑馬、四種驢子和現代馬。




這種枝椏狀的演化樹是這樣的:



始新世(Eocene):5千4百萬年前----3千4百萬
體型如狗、前肢4趾、後肢3趾的始馬屬在5千5百萬年前出現於美洲大陸。
5千萬年前出現Orohippus屬,體型與始馬屬相若,但是退化的第一趾與第二趾消失,
臼齒齒冠突起較明顯,適於嚼食堅硬的草。
4千7百萬年前出現Epihippus屬,體型仍與始馬屬相若,臼齒齒冠繼續演化。

漸新世(Oligocene):3千4百萬年前----2千4百萬年前
Mesohippus屬突然出現於始新世晚期4千萬年前左右,
體型比Epihippus屬稍大、頭形較拉長、鼻吻突出、脖子稍長,
具頰窩(頭殼上的小凹)等,前後肢均具3趾,前肢第4趾退化成小瘤。
3千6百萬年前出現Mesohippus屬的近親Miohippus屬,
體型明顯大於Mesohippus屬,頭骨較長,頰窩深陷較廣,齒冠上有較明顯新凸起。
Mesohippus屬與Miohippus屬共存將近4百萬年,Mesohippus在漸新世中期逐漸消失。


中新世(Miocene):2千4百萬年前----5.3百萬年前
Miohippus屬快速輻射演化出3大類,
第一類是3趾的Anchitherium屬、Hypohippus屬及Megahippus屬,
它們體型構造與Miohippus屬相近,存在時間延續將近1千萬年左右。
第二類是侏儒馬Archeohippus屬,這一類存在不久。
第三類在牙齒與腳的演化上與前述化石馬有明顯的差異:
齒冠顯著變高,適於嚼食堅硬草類;
體型變大、腳變長、以趾尖站立等適於奔跑的特徵出現;
臉型增長。第三類包括:Kalobatippus屬,
本屬特徵介於Miohippus屬與Parahippus屬。
Parahippus屬出現於2千3百萬年,體型稍大於Miohippus屬,
具3趾,齒冠較高,齒冠凸起明顯較複雜。Merychippus屬出現1千7百萬年前,
該屬化石構造型態與現代馬已有幾分形似,仍具3趾,
但是邊趾大小因個體有差異,有些3趾完整,有些則是邊趾較小懸空。



中新世晚期,Merychippus屬輻射演化出3個主要類別,
第一類具3趾的Hipparion,該類再演化出4個屬,共同特徵是具有大的頰窩,
化石證據顯示這一類往歐亞大陸遷移。第二類小型的Protohippus屬及Calippus屬。
第三類俗稱真馬的化石馬類,邊趾較小型。



前述真馬類包括一度被認為是現代馬直接祖先的Pliohippus屬,出現1千5百萬年前,
具深頰窩及齒型彎曲,與現代馬相異。Astrochippus屬出現1千萬年前,屬具單趾,
具深頰窩,推測是由Pliohippus屬演化而來。
Dinohippus屬,單趾馬,起始於1千2百萬年,直接祖先始於何者尚不明確,
體型、齒型、頭型非常像現代馬,頰窩明顯縮小。




上新世(Pliocene)及更新世(Pleistocene)5百萬年前----1萬年前
馬屬(Equus)初出現於4百萬年前,成馬體高僅似初生小馬,單趾。但是仍具多趾基因,
有時會仍出現退化的第2及第4趾。

早期馬屬個體仍具不明顯頰窩,體型似斑馬,具似驢子的頭型,很快再演化出至少4大類群。
這些馬屬生物與單趾的Astrochippus屬、小型的Protohippus屬及3趾的Hipparion屬曾同時存在於美洲,
直到更新世末第一次冰河期,某些馬屬(Equus)移居非洲,演化成現今的斑馬,
移居北非中東的則演化成驢子,移居歐洲亞洲的則演化成現代馬,然其他屬別的馬則從地質史上消失了。

從始馬屬(Hyracotherium)演化到馬屬(Equus)的確是漫長而大尺度變化的演化過程,
由單一主枝演化生出許多繁盛的分枝,最後只有馬屬殘存至今。



(※本篇文章引用國立臺灣科學教育館。)
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    米蘭老師的生物日記一個致力於改變教育界的教育觀察家。

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