Često se pretpostavlja da su konji prvi put dovedeni u Amerike kada su ih španjolski istraživači donijeli prije otprilike 500 godina. Međutim, nedavna istraživanja potvrđuju europsko podrijetlo konja povezanih s ljudima na jugozapadu i velikim ravnicama Amerike.

Međutim, ti konji nisu bili prvi konji u Sjevernoj Americi. Porodica Equidae, koja uključuje domaći oblik konja i magaraca te zebre i njihove rođake, zapravo potječe iz Amerika. Fosilni zapisi otkrivaju porijeklo konja ovdje prije više od 50 milijuna godina, kao i njihovo izumiranje širom Amerika tijekom posljednjeg ledenog doba, prije otprilike 10.000 godina.

Mi smo paleontolozi koji svoja istraživanja usmjeravamo na razne vrste fosila, uključujući drevne konje. Naše najnovije radove koristimo statističke analize na računalu za analizu praznina u fosilnom zapisu kako bismo bolje razumjeli koje su vrste konja zaista živjele, a koje nisu, u jednom drevnom staništu na Floridi.

Evolucija konja odvijala se kako su se mijenjala ekosustavi Ljudi su stoljećima prikupljali fosile konja širom Sjeverne Amerike. Budući da su fosili konja brojni i rasprostranjeni po kontinentu, znanstvenici često navode dugotrajno trajanje obitelji konja kao dokaz dugoročnih evolucijskih promjena.

Paleontolozi poput nas, koji proučavaju izumrle sisavce, gotovo nikada ne nalaze kompletne kosture. Umjesto toga, fokusiramo se na izdržljive fosilne zube koji nam pomažu razumjeti drevne prehrane, i fosilne udove, koji nam pomažu razjasniti kako su se ti životinje kretale.

Konji su strojevi za jedenje. U divljini danas uglavnom se hrane travama koje ne pružaju puno hranjivih tvari, stoga moraju konzumirati velike količine kako bi preživjeli. Veliki zubi modernih konja i njihovih predaka prilagođeni su prvenstveno za pašu na grubim travama. Zamijenili su manje zube primitivnijih konja prilagođenih za ispašu na mekom listopadnom bilju.

Znamo što su konji jeli prije milijuna godina proučavajući karakteristične mikroskopske ogrebotine, udubljenja i druge oblike trošenja na njihovim zubima koji su nastali dok su drevni konji žvakali biljnu hranu. Analize ugljika sačuvanog u fosilnim zubima pokazuju da su koegzistirajuće vrste konja jele različite biljke; neki su brstili listove s grmlja i stabala, neki su pasli trave, dok su drugi bili mješoviti hranitelji.

Promjena u obliku zuba prati promjenu u dominantnim tipovima vegetacije u Sjevernoj Americi, od tropskih šuma koje su zatim ustupile mjesto velikom širenju otvorenih travnatih prerija. Kako su se klima i flora mijenjale tijekom milijuna godina, konji su prešli s uglavnom šumskih brstača na uglavnom pašnjačke životinje otvorenih prostora. Njihovi zubi i prehrambeni obrasci prilagodili su se okolišu.

Druga prilagodba vidljiva je na nogama konja. Moderni konji imaju jedan kopitasti prst na svakoj nozi. Mnogi izumrli fosilni konji - drevni preci današnjih konja - imali su tri prsta po nozi. Jedan prst na svakoj produženoj nozi dobar je za brzo i održivo trčanje kako bi se izbjegli predatora i za sezonske migracije na velike udaljenosti. Više drevni troprsti prsti pružali su stabilnost na nestabilnom ili mokrom tlu. Prilagodba s tri prsta na jedan vjerojatno je odgovor na promjenu staništa.

No, čak i dok se okoliš mijenjao, jedna se određena vrsta nije potpuno zamijenila drugu preko noći. Fosilni zapisi u Sjevernoj Americi dokumentiraju razdoblja prije milijuna godina kada su višestruke vrste konja koegzistirale na drevnim krajolicima. Vrste su bile različitih veličina i imale zube prilagođene za žvakanje različitih biljaka, pa nisu izravno konkurirale za istu hranu. Različita staništa unutar ovih drevnih ekosustava vjerojatno su imala neke vrste koje su bile bolje prilagođene šumama, a druge bolje prilagođene travnjacima.

Razumijevanje fosilnih zapisa na Floridi Paleontolozi već više od 125 godina prikupljaju fosile konja na Floridi. Florida Museum of Natural History na Sveučilištu Florida, gdje radimo, ima više od 70.000 fosilnih uzoraka konja s više od tisuću lokacija diljem države.

Jedno od naših bogatijih fosilnih nalazišta, Montbrook, pruža uvid u drevno korito rijeke staro 5,8 milijuna godina. Očuvano je više od 30 izumrlih sisavaca, uključujući nosoroge, slonove i mesoždere, kao i stotine kostiju i zuba fosilnih konja.

Iako je na drugim mjestima u Floridi poznato šest vrsta konja, u Montbrooku smo do sada pronašli samo četiri. Ovaj manji broj vrsta konja zbunjivao nas je, pa smo odlučili istražiti. Jesu li dvije "nestale" vrste konja doista nikada nisu živjele u Montbrooku ili znanstvenici jednostavno još nisu otkrili njihove fosilne ostatke?

Dizajnirali smo teorijski model koji uspoređuje Montbrook, s samo četiri vrste konja, s drugim fosilnim nalazištima u Floridi na kojima se nalaze sve šest. Koristeći statističku tehniku koju znanstvenici nazivaju "bootstrapiranje", naš je računalni program u suštini simulirao kontinuirano prikupljanje fosila tijekom vremena. Generirali smo 1.000 teorijskih događaja prikupljanja fosila na temelju broja fosilnih vrsta s lokacija gdje su prisutne sve šest, kako bismo predvidjeli vjerojatnost prikupljanja vrsta koje trenutno nedostaju u Montbrooku.

Rezultati naše simulacije pokazuju da su dvije nestale vrste konja u Montbrooku izostale iz različitih razloga. Jedna od konja vjerojatno je zaista odsutna; druga bi još uvijek mogla biti otkrivena s daljnjim iskopavanjima.

Istraživanje 'praznina' u fosilnom zapisu Znanje o odsutnosti vrste jednako je važno kao i znanje kada je neka prisutna na fosilnom nalazištu. Odsutnosti mogu biti pokazatelji osnovnih ekoloških i bioloških pokretača koji mijenjaju dinamiku populacije. Uz druge vrste analiza, istraživači mogu primijeniti ovakvo prediktivno modeliranje na mnoge fosilne vrste i drevne krajolike.

Još otkako je Charles Darwin predložio svoju teoriju evolucije, znanstvenici znaju da je fosilni zapis nepotpun, što rezultira prazninama u našem znanju o drevnoj prošlosti i evolucijskoj promjeni. Paleontolozi su izazvani objasniti te praznine, uključujući koje su vrste bile ili nisu bile prisutne na određenim fosilnim nalazištima.

Praznine mogu proizlaziti iz činjenice da se određeni materijali, kao što su zubi i školjke, često bolje fosiliziraju od poroznih kostiju zbog svoje veće izdržljivosti. Slično tome, različiti kemijski uvjeti tijekom fosilizacije, pa čak i količina vremena provedena prikupljajući fosile na određenom mjestu, mogu doprinijeti nedostatku znanja.

Srećom, fosilni zubi konja prilično dobro se očuvaju i često se nalaze. Kako se čine nova otkrića, poput onih iz naših tekućih iskopavanja na Floridi, pomoći će pojasniti i suziti praznine u fosilnom zapisu.

Original:
Stephanie Killingsworth
dr.sc. Student geoloških znanosti na Sveučilištu Florida
Bruce J. MacFadden
Uvaženi profesor i direktor Thompson Earth Systems Institute (TESI), Sveučilište Floride