Ewolucja kończyny przedniej może być scharakteryzowana przez wiele trendów. Liczba paliczków, ich cechy, jak również kształt i ustawienie kości promieniowej, łokciowej i ramiennej, miały duże znaczenie ewolucyjne.
Zmiany w wielkości ciała, postawie stóp, siedlisku i podłożu często wpływają na siebie nawzajem (i łączą się z szerszymi potencjalnymi czynnikami, takimi jak zmieniający się klimat).
ShapeEdit
Niektóre czynniki mogą wpływać na ewolucję kształtu kości długich kończyn przednich, takie jak masa ciała, styl życia, zachowania drapieżne czy względna wielkość ofiary. Ogólny wzorzec jest dla cięższych gatunków, aby mieć bardziej wytrzymałe radii, ulnas, i humeri.
Musteloidalne mięsożerne, które mają arborealny styl życia mają tendencję do posiadania długich i smukłych kości długich kończyn przednich, które pozwalają na lepszy ruch i elastyczność. Półkoczownicze i wodne gatunki musteloidów mają tendencję do posiadania krótkich i mocnych kości długich kończyn przednich, aby poradzić sobie z obciążeniem związanym z kopaniem i pływaniem.
W rzędzie Carnivora, kotowate, które zwykle zasadzają się i chwytają swoje ofiary, mają krótsze i mocniejsze kończyny. Ich kończyny przednie są używane zarówno do krótkich sprintów, jak i chwytania, co oznacza, że muszą być elastyczne i wytrzymałe. Z kolei psowate, które często ścigają swoje ofiary na większych dystansach, mają dłuższe, bardziej zgrabne kończyny. Bieganie jest prawie jedynym zastosowaniem dla ich kończyn przednich, więc nie muszą być dostosowane do niczego innego i mogą być mniej elastyczne.
Predatory polujące na ofiary, które jest połowa ich masy ciała lub większa ewoluowały krótsze i bardziej wytrzymałe radii, ulnas, i humeri, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo złamania kości lub złamania podczas polowania. Drapieżniki polujące na ofiary mniejsze niż połowa ich masy ciała miały tendencję do dłuższych i bardziej smukłych kości długich kończyn przednich, aby poprawić wydajność energetyczną.
PolydactylyEdit
Tetrapody były początkowo rozumiane, że najpierw rozwinęły pięć cyfr jako cechę przodków, które następnie zostały zredukowane lub wyspecjalizowane do wielu zastosowań. Niektóre zwierzęta zachowały „prymitywne” kończyny przednie, takie jak pentadaktylowe (pięciopalczaste) gady i naczelne. W większości przypadków jest to prawdą, ale najwcześniejsi przodkowie tetrapodów lub „fishapodów” mogli mieć więcej niż pięć palców. To było szczególnie kwestionowane przez Stephen Jay Gould w jego 1991 eseju „Eight (Or Fewer) Little Piggies”.
Polydactyly we wczesnych tetrapoda należy rozumieć jako o więcej niż pięć cyfr do palca lub stopy, warunek, który był naturalny stan rzeczy w bardzo pierwszych tetrapoda. Wczesne grupy, takie jak Acanthostega miały osiem palców, podczas gdy bardziej pochodne Ichthyostega miały siedem palców, jeszcze bardziej pochodne Tulerpeton miały sześć palców.
Tetrapoda ewoluowały od zwierząt z płetwami, takimi jak u ryb płetwiastych. Z tego warunku wyewoluował nowy wzór formowania kończyn, gdzie oś rozwoju kończyny obracała się, aby wyhodować drugorzędne osie wzdłuż dolnego brzegu, dając początek zmiennej liczbie bardzo mocnych szkieletowych podpór dla łopatkowatej stopy.
Specjalizacja cyfrEdit
Dygnity mogą być wyspecjalizowane do różnych form lokomocji. Klasycznym przykładem jest rozwój konia z jednym palcem (monodaktylia). Inne kopyta, jak u kopytnych parzystokopytnych i nieparzystokopytnych, a nawet kopytopodobna stopa wymarłych hadrozaurów, mogą być uważane za podobne specjalizacje.
Aby udźwignąć swój ogromny ciężar, zauropody, z których najbardziej pochodne są tytanozaury, wykształciły rurkowaty manus (przednią stopę) i stopniowo traciły palce, stając na śródręczu. Przednia kończyna stegozaurów ma dowody na podobną do zauropodów konfigurację śródręcza Była to inna strategia ewolucyjna niż u ssaków megafaunowych, takich jak współczesne słonie.
Therapsidy zaczęły ewoluować zróżnicowane i wyspecjalizowane kończyny przednie 270 milionów lat temu, w permie.
Przeciwstawne kciukiEdit
Nowożytni ludzie są wyjątkowi pod względem muskulatury przedramienia i dłoni, choć przeciwstawne kciuki lub struktury im podobne pojawiły się u kilku zwierząt.
U dinozaurów mogło dojść do prymitywnej autonomizacji pierwszego stawu nadgarstkowo-śródręcznego (CMC). U naczelnych prawdziwe zróżnicowanie pojawiło się być może 70 mya, podczas gdy kształt CMC ludzkiego kciuka pojawia się ostatecznie około 5 mya.
- Naczelne należą do jednej z czterech grup:
- Nonopposable thumbs: tarsiery i marmozety
- Pseudopposable thumbs: wszystkie strepsirrhines i Cebidae
- Opposable thumbs: małpy Starego Świata i wszystkie małpy człekokształtne
- Opposable with comparatively long thumbs: gibbons (or lesser apes)
Pandas have evolved pseudopposable thumbs by extension of the sesamoid bone, which is not a true digit.
Pronation and supinationEdit
Zdolność do pronacji manus (ręki) i przedramienia u ssaków terapeutycznych jest osiągana dzięki zaokrąglonej głowie kości promieniowej, która umożliwia jej obracanie się w poprzek kości łokciowej. Supinacja wymaga grzbietowego ślizgu dystalnego promienia, a pronacja ślizgu dłoniowego w stosunku do dystalnej ulny.
Pronacja ewoluowała wielokrotnie, wśród ssaków, kameleonów i waranidów. Jednak bardziej podstawowym warunkiem jest niezdolność do pronacji. Dinozaury nie były zdolne do więcej niż pół-pronacji nadgarstka, choć dwunożne pochodzenie wszystkich czworonożnych kladów dinozaurów mogło pozwolić na większą rozbieżność w postawie kończyn przednich niż często się uważa. Monotremy mają przedramiona, które nie są tak zręczne jak u teropodów. Monotremy mają rozłożystą postawę i wiele elementów w pasach piersiowych, które są cechami przodków ssaków.
U ptaków mięśnie przedramienia supinują, pronują, zginają i wysuwają dystalne skrzydło.
SkrzydłaEdit
Wszystkie kończyny przednie tetrapoda są homologiczne, ewoluując z tych samych początkowych struktur u ryb płatkonosych. Jednak inny odrębny proces może być zidentyfikowany, ewolucja konwergentna, przez którą skrzydła ptaków, nietoperzy i wymarłych pterozaurów ewoluowały w tym samym celu na drastycznie różne sposoby. Struktury te mają podobną formę lub funkcję, ale nie były obecne u ostatniego wspólnego przodka tych grup.
Skrzydła nietoperzy składają się w dużej mierze z cienkiej błony skórnej wspartej na pięciu palcach, podczas gdy skrzydła ptaków składają się w dużej mierze z piór wspartych na znacznie zredukowanych palcach, z palcem 2 wspierającym zębatkę i palcem 4 pierwotne pióra skrzydła; istnieją tylko odległe homologie między ptakami i nietoperzami, z dużo bliższymi homologiami między dowolną parą gatunków ptaków lub dowolną parą gatunków nietoperzy.
PłetwyEdit
Ssaki morskie ewoluowały kilka razy. W toku ewolucji wykształciły opływowe, hydrodynamiczne ciała. Kończyna przednia przekształca się więc w płetwę. Kończyny przednie waleni, płetwonogich i syren stanowią klasyczny przykład ewolucji konwergentnej. Na poziomie genów występuje powszechna zbieżność. Odmienne substytucje we wspólnych genach stworzył różne adaptacje wodne, z których większość stanowi równoległą ewolucję, ponieważ substytucje, o których mowa, nie są unikalne dla tych zwierząt.
Przy porównaniu walenie do płetwonogich do syrenian, 133 równoległe substytucje aminokwasów występują. Porównując i kontrastując walenie – płetwonogie, walenie – syreni oraz płetwonogie – syreni występują odpowiednio 2,351, 7,684 i 2,579 substytucji.
.