© J Westman 1997, 2005, 2008, 2009, 2018.    Intervju med fil.dr. Christine Janis november 1997.

Långa snabba löparben.

Varför springer hästar och antiloper snabbt?
Det är alltid nyttigt att ifrågasätta skenbara självklarheter. Saker som förefaller logiska behöver inte stämma för det. Inom vetenskapen är det fakta som avgör. Fornlivsforskaren Christine Janis har ifrågasatt den gamla uppfattningen om att djur som hästar och antiloper under utvecklingens gång fick förmågan att springa snabbare därför att de jagades av också alltmer snabbfotade rovdjur. Kanske förmågan att springa snabbt i själva verket tillkom som ett bonus, när förmågan att spankulera på ett energibesparande sätt utvecklades.

"Vi har en traditionell berättelse liksom så många traditionella berättelser i evolutionen och ofta nog finns där inga egentliga data bakom historien, det är bara en ide som någon har haft och den har blivit allmänt antagen därför att den låter bra", säjer Christine Janis, utvecklingsbiolog från Brown University i Rhode Island, USA.
Filosofiedoktor Janis är här för att ge de finländska utvecklingsbiologistuderandena lite att tänka på.

   Hon påpekar att skelettmaterialet kan berätta en hel del om hur utdöda djur levde och fungerade i sin omgivning.
"För det första måste alla djur lyda fysikens lagar", säjer Christine Janis.
   . "Salvador Dalis elefanter med tio meter långa smala ben är klassiska exempel på djur som inte följer fysikens lagar, de skulle inte fungera i verkligheten på grund av tyngdkraften."
    Man måste alltså följa vissa konstruktionsprinciper där man följer fysikens lagar i denna värld.

   "För det andra är det till stor hjälp att ha besläktade levande djur som förebild. Jag tycker det är lättare att förstå däggdjur än det är att förstå dinosaurier," säjer Janis.
    "När vi studerar tänderna hos utdöda däggdjur kan vi säja hur de åt, och tittar vi på benen och fötterna kan vi säja nånting om hur de rörde sig. Vi har ju uppgifterna på nulevande djur - hur de är uppbyggda och hur de rör sig, och eftersom det när det gäller de utdöda däggdjuren i princip är fråga om liknande slag av djur, så kan vi tillämpa samma slags kriterier på dem. När det gäller dinosaurierna kan vi inte vara säkra på samma sätt, eftersom det inte finns nånting i nutiden att jämföra med,"

Den bild av utvecklingen, som länge har varit gängse, kan illustreras med en bild som Christine Janis visar upp: Man ser hästarna under sin utveckling förvandlas, från små, skogslevande flertåiga djur, till gräsmarkernas långbenta springare, förföljda av rovdjur, först rätt kortbenta ur-rovdjur, kreodonter, sedan sabeltandade rovdjur, och slutligen flockjagande, nafsande vargar.

Hästens utveckling, från lövätande skogsdjur för 50 miljoner år sedan till de senaste årmiljonernas gräsätare ägde rum i Nordamerika och den är väl belagd med fossilfynd där. Till Gamla världen vandrade hästar in först för 2...3 miljoner år sedan. Christine Janis påpekar att även andra djur utvecklades på liknande sätt, nötkreaturen, antiloper, hjortdjur och andra.

amphicyonid och hjortantilop, copyright: American Museum of Natural History
Nordamerika för 14 miljoner år sedan: Hundbjörnen Amphicyon major överfaller ur bakhåll hjortantilopen Ramoceras, som flyr med långa språ.
©American Museum of Natural History

"Det är bra att granska vad som har hänt under de senaste etthundra miljoner åren. Så länge dinosaurierna fanns var däggdjuren små, som råttor eller trädnäbbmöss och de gjorde inte särskilt mycket, det var inte förrän dinosaurierna dog ut som däggdjuren hade möjlighet att utvecklas, få större kroppar, mer specialiserat levnadssätt, och erövra ekologiska nischer. De första hästarna är bara lite mer specialiserade än däggdjuren var under dinosauriernas tidsålder, men de är välanpassade djur för sin tid. Och sedan har vi inte bara sexti miljoner år tid för utvecklingen, utan vi har även en mängd förändringar i klimatet och i den omgivning de levde i."

Christine Janis påpekar att växtfossilen bevisar att det ännu för 50 miljoner år sedan fanns tropiska skogar också på rätt höga latituder, på sina håll ända till polcirkeln. Och de äldsta hästarna var väl anpassade för ett liv i den tropiska skogen.

Bra från början.

"Vi tänker ofta att utvecklingen från ur-hästarna till moderna hästar är en fråga om att utvecklas till bättre och bättre djur, medan man i själva verket måste se utvecklingen i samband med att klimatet förändras," understryker Christine Janis.

Nu var Nordamerika skilt från Sydamerika under största delen av tertiärtiden, så att när klimatet efterhand blev svalare och torrare, och omgivningen förändrades från tropisk skog till öppnare grässlätter, så kunde ur-hästarna inte följa sitt habitat till Sydamerika, de hade ingenstans att ta vägen, de måste anpassa sig eller dö.
I Gamla världen var klimatutvecklingen inte lika enkelspårig - det fanns mera utrymme rent arealmässigt, och följaktligen även alltid olika slags förhållanden för nötkreaturen och antiloperna att välja mellan, och här finns också både skogslevande och slättlevande former sida vid sida.

"I Nordamerika hade djuren inget val. Därför fick hästarna och kamelerna, som utvecklades i Nordamerika fick en klar och skenbart enkelspårig utveckling," säjer Janis.
Tankebilden var alltså att hästarna skulle ha tvingats springa undan jagande rovdjur allt snabbare och snabbare. Att alltså rovdjuren hade drivit utvecklingen som fårhundar driver fårflockar.Det skulle förutsätta att även rovdjuren ungefär samtidigt som hästarna skulle utvecklas, från rätt kortbenta smygare som låg på lur bakom den tropiska skogens buskar, till löpande jagare. Så är det inte.

Christine Janis med medarbetare har mätt upp och analyserat ett stort antal djur både växtätare och rovdjur, av olika släkten, utdöda och nulevande. Förmågan att springa snabbt visar sig vara en funktion av hur långa mellanhandens och mellanfotens ben är i förhållande till lårbenet. Både de slättlevande hovdjuren å ena sidan, och löpande rovdjur, som hunddjur och geparder å andra sidan har långa mellanhands- och mellanfotsben, medan andra rovdjur som inte springer fast sitt byte har kortare hand- och fotben.

Vad säjer då de nordamerikanska fossilen om utvecklingen, frågar jag och Christine Janis svarar:
" De faktiska fynduppgifterna visar att hästar och de andra hovdjuren som fanns då i Nordamerika - tillexempel kamelerna - de hade ganska korta ben tills för ungefär 20 miljoner år sedan, och därefter får dom längre ben. Men de köttätare som fanns där fick inte löparben under denna tid. Faktiskt hann de inte alls ikapp bytet i fråga om benens längdförhållanden förrän för omkring 5 miljoner år sedan. Så vi har en tidsrymd på 15...20 miljoner år då vi har växtätare som kan springa utan några spår av köttätare som kunde springa tillräckligt snabbt för att jaga fast dem. Så det är inte fråga om samtidig evolution.

Jag ställer aningen skämtsamt frågan: Är det då så att vi under hela 15 miljoner år har en mängd väldigt hungriga rovdjur i Nordamerika, tills de blir smarta nog att skaffa sig ben att springa fast bytet med? Christine Janis svarar att det nog är så att de flesta rovdjur ännu i vå tid tar sitt byte från bakhåll.
    "Det är TV-n som ger en felaktig bild - vi ser en massa dramatiska filmer av lejon och geparder som springer fast sitt byte, men de flesta rovdjuren ligger på lur. Och det är nog så att om man blir påhoppad från ett bakhåll så hjälper det inte mycket att man har snabba ben, det är som att bli överkörd av en bil. En maratonlöpare har ingen nytta av sin snabbhet och uthållighet när han eller hon redan har träffats av bilen," säjer Christine Janis.
   Det där kan vara en förklaring till att sabeltandade rovdjur utvecklades gång på gång under däggdjurens tidsålder - rovdjur som kan döda sitt byte snabbt har en uppenbar fördel i kampen om tillvaron.

Varför galopp-ben?

Uppstår två frågor: Fråga nummer ett: om rovdjuren klarade sig under 15 miljoner år med korta ben som var lämpade för påhopp från bakhåll, så varför utvecklades endel av dem till löpare för 5 miljoner år sedan?
Fråga nummer två: om gräsätarna för 20 miljoner år sedan inte behövde sin snabbhet för att springa undan rovdjuren, så vad gav då anlag för långa snabba ben dem för ett försteg i kampen för tillvaron jämfört med mera kortbenta bröder och systrar?

På den första frågan svarar Christine Janis att det är nånting vi inte vet.
"Det är ett faktum att hunddjur och andra fick löparben för 5 miljoner år sedan. Varför så skedde kan man tillsvidare bara spekulera över. Kanske det hade att göra med att årstidsklimatet under sen-tertiär blev mera markerat och att bytesdjuren började migrera - vandra mellan sommar- och vinterbeten i norr, eller mellan torrtids- och regntidsbeten som i Afrika. Men vi vet inte vilken faktor som drev det naturliga urvalet mot snabblöpande rovdjur var."

Beträffande fråga nummer två påpekar Christine Janis att snabbfotade djur alls inte springer hela tiden. Det ser bara så ut i Västern-filmerna i TV.
Konstruktionen av hovdjurens och hundarnas och gepardernas långa löparben kan ge ett svar. Det handlar ju om att skapa mekaniskt fördelaktig konstruktion för rörelse genom att förlänga mellanhandens och mellanfotens ben i förhållande till överarms och underarmbenen och lårbenen och skenbenen. Då placeras musklerna högt upp mot kroppen och förbinds till benen neråt med långa senor. Senorna kan lagra energi, då foten slår ner mot ett hårt underlag lagras energi i senans spänst och den fjädrar sedan tillbaka. Detta ökar rörelse-effektiviteten, både när det gäller att springa, men även under långsammare gångart –alltså på hård mark.

Människan har kort mellanfot, men vi har också en lång sena, akillessenan, som lagrar energi, vilket vi märker när vi går upp för trappor eller hoppar eller springer. Aporna har väldigt fula ben för de har inte den gång-specialiserade foten, den som ger människorna så snygga spiror med vackra vader. Människans ben och fot är emellertid en unik konstruktion i djurvärlden. Nu brukar vi anta att både människans ben och hovdjurens är skapta för att springa med, och de springer ju förvisso bra, påpekar Christine Janis.

    Men varför uppstod de här löpar-benen då? Vi är ju vana vid att se hästar galoppera hela tiden på Vilda västern-filmerna, men det gör de inte i verkligheten. Hästar galopperar i själva verket mycket sällan. Helst rör de sig i den lugna gångarten skritt. Men de kan gasa på på ett ögonblick, särskilt då de blir skrämda skenar de iväg.
  "Det hästar måste göra är mycket långt varje dag för att hitta tillräckligt mycket att äta, och göra det på mest energibesparande vis," säjer Christine Janis.
Det verkar som om det, att hästarna och antiloperna och de andra långbenta växtätarna utvecklades mot förmågan att utnyttja sin energi på ett ekonomiskt sätt för att hitta sin föda är en minst lika viktig orsak till den här evolutionen, som förmågan att springa snabbt. Om inte rentav viktigare.
   I själva verket ledde uppkomsten av gräsmarker med mängder av olika slags växter för 20 miljoner år sedan till att växtätarna blev tvungna att gå långa sträckor varje dag för att hitta sin föda. Då var ben med långa fjädrande senor mekaniskt effektiva och kraftbesparande - förmågan att springa snabbt kom sedan på köpet.
Varför kom då rovdjuren på samma grässlätter till rätta med sina mera oekonomiska gångarter i närmare tjugo miljoner år? Ja, säj det? Till slut övergick också en del av dem till ekonomisk gångart med löparförmågan på köpet. Men bara en del. De andra jagar fortfarande - framgångsrikt - från bakhåll.

Och människan uppstod ju som en vandrare på jorden. Det är våra snygga spiror väldigt bra till. Dom fanns för två miljoner år sedan, visar tjugohundratalsfynd av fossila fotspår, som härrör sig från Homo erectus, som hade en fot likadan som din och min. Att vandra långa sträckor med, springa i kort rusch endast vid behov. Joggning är ett förfärligt modernt påfund.


Ett tack till Mikael Fortelius som ordnade intervjuerna med Christine Janis och Jack Sepkoski.

Läs om Janis' makes, Jack Sepkoskis forskning i Varför finns det så många djur?
och Fem stora extinktioner.

Sänd kommentarer till juhaniwestman@gmail.com
Tillbaka till första evolution-sidan.
Tillbaka till paradsidan.