Evoluția membrelor anterioare poate fi caracterizată de mai multe tendințe. Numărul de degete, caracteristicile acestora, precum și forma și alinierea radiusului, a ulnei și a humerusului au avut implicații evolutive majore.
Se constată în mod frecvent că schimbările în ceea ce privește dimensiunea corpului, postura piciorului, habitatul și substratul se influențează reciproc (și se conectează la factori potențiali mai largi, cum ar fi schimbările climatice).
ShapeEdit
O serie de factori pot influența evoluția formei oaselor lungi ale membrelor anterioare, cum ar fi masa corporală, stilul de viață, comportamentul prădător sau dimensiunea relativă a prăzii. Un model general este ca speciile mai grele să aibă radii, ulne și humeri mai robuste.
Carnivorienii musteloizi care au un stil de viață arboricol tind să aibă oasele lungi ale membrelor anterioare lungi și subțiri, care permit o mai bună mișcare și flexibilitate. Speciile musteloide semi-fostiere și acvatice tind să aibă oase lungi ale membrelor anterioare scurte și robuste, pentru a face față efortului provocat de săpat și înot.
În ordinul Carnivora, felidele, care de obicei ambuscadă și se agață de prada lor, au membre mai scurte și mai robuste. Membrele lor anterioare sunt folosite atât pentru sprinturi scurte, cât și pentru agățare, ceea ce înseamnă că trebuie să fie flexibile și durabile. În schimb, canidele, care își urmăresc adesea prada pe distanțe mai mari, au membrele mai lungi și mai gracile. Alergarea este cam singura utilizare a membrelor lor anterioare, așa că nu trebuie să fie adaptate pentru nimic altceva și pot fi mai puțin flexibile.
Predatorii care vânează o pradă care are jumătate din greutatea lor corporală sau mai mare au evoluat cu radii, ulna și humeri mai scurți și mai rezistenți pentru a scădea probabilitatea ca osul să se rupă sau să se fractureze în timpul vânătorii. Prădătorii care vânează o pradă mai mică de jumătate din greutatea lor corporală au avut tendința de a avea oasele lungi ale membrelor anterioare mai lungi și mai subțiri pentru a îmbunătăți eficiența energetică.
PolidactilieEdit
Se înțelegea inițial că tetrapodele au dezvoltat mai întâi cinci degete ca o caracteristică ancestrală, care au fost apoi reduse sau specializate într-o serie de utilizări. Anumite animale au păstrat membrele anterioare „primitive”, cum ar fi reptilele pentadactiloide (cu cinci degete) și primatele. Acest lucru s-a menținut în cea mai mare parte, dar este posibil ca primii strămoși tetrapode sau „fishapod” să fi avut mai mult de cinci degete. Acest lucru a fost contestat în special de Stephen Jay Gould în eseul său din 1991 „Eight (Or Fewer) Little Piggies”.
Polidactilia la primele tetrapode ar trebui înțeleasă ca având mai mult de cinci degete la deget sau picior, o condiție care a fost starea naturală a lucrurilor la primele tetrapode. Grupurile timpurii, cum ar fi Acanthostega, aveau opt degete, în timp ce Ichthyostega, mai derivată, avea șapte degete, iar Tulerpeton, încă și mai derivată, avea șase degete.
Tetrapodele au evoluat de la animale cu înotătoare, cum se găsesc la peștii cu înotătoare lobate. Din această condiție a evoluat un nou model de formare a membrelor, în care axa de dezvoltare a membrelor s-a rotit pentru a răsări axe secundare de-a lungul marginii inferioare, dând naștere unui număr variabil de suporturi scheletice foarte robuste pentru un picior asemănător cu o paletă.
Specializarea degetelorEdit
Specializarea degetelor: Morfologia comparată a piciorului
Digitele pot fi specializate pentru diferite forme de locomoție. Un exemplu clasic este dezvoltarea de către cal a unui singur deget de la picior (monodactilie). Alte copite, cum ar fi cele ale ungulatelor cu degete pare și impare, și chiar piciorul asemănător cu o copită al hadrosaurilor dispăruți, pot fi considerate specializări similare.
Pentru a-și suporta greutatea imensă, sauropodele, cele mai derivate fiind titanosaurii, au dezvoltat un manus tubular (piciorul din față) și și-au pierdut treptat degetele, stând pe metacarpi. Membrul anterior al stegosaurienilor prezintă dovezi pentru o configurație metacarpiană asemănătoare cu cea a sauropodiilor Aceasta a fost o strategie evolutivă diferită de cea a mamiferelor megafaunale, cum ar fi elefanții moderni.
Therapsidele au început să evolueze membrele anterioare diverse și specializate în urmă cu 270 de milioane de ani, în timpul Permianului.
Degete opozabileEdit
Omul modern este unic în ceea ce privește musculatura antebrațului și a mâinii, deși degetele opozabile sau structuri asemănătoare acestora au apărut la câteva animale.
La dinozauri, este posibil să fi avut loc o autonomizare primitivă a primei articulații carpometacarpiene (CMC). La primate, o diferențiere reală a apărut poate 70 mia, în timp ce forma CMC a degetului mare uman apare în cele din urmă în jurul a 5 mia.
- Primatele se împart în patru grupe:
- Degete neopuse: tarsieri și maimuțe
- Degete pseudo-opuse: toate strepsirrinele și Cebidae
- Degete opozabile: Maimuțele din Lumea Veche și toate maimuțele mari
- Oppozabile cu degete relativ lungi: gibonii (sau maimuțele mai mici)
Pandasii au evoluat cu degete pseudo-oppozabile prin prelungirea osului sesamoid, care nu este un adevărat deget.
Pronație și supinațieEdit
Capacitatea de a prona mana (mâna) și antebrațul la mamiferele theriane este obținută de un cap rotunjit al radiusului, care îi permite să se rotească peste ulna. Supinația necesită o glisare dorsală a radiusului distal, iar pronarea o glisare palmară în raport cu ulna distală.
Pronarea a evoluat de mai multe ori, la mamifere, cameleoni și varanide. Cu toate acestea, condiția cea mai bazală este aceea de a nu putea face pronație. Dinozaurii nu erau capabili de mai mult de o semi-pronare a încheieturii mâinii, deși originile bipede ale tuturor cladelor de dinozauri cvadrupede ar fi putut permite o mai mare disparitate în postura membrelor anterioare decât se consideră adesea. Monotremele au antebrațe care nu sunt la fel de îndemânatice ca cele ale teilor. Monotremele au o postură întinsă și mai multe elemente în centurile pectorale, care sunt trăsături ancestrale pentru mamifere.
La păsări, mușchii antebrațului supinează, pronează, flexează și extind aripa distală.
AripiEdit
Toate membrele anterioare ale tetrapodelor sunt omoloage, evoluând din aceleași structuri inițiale la peștii cu înotătoare lobulare. Cu toate acestea, poate fi identificat un alt proces distinct, evoluția convergentă, prin care aripile păsărilor, liliecilor și ale pterozaurilor dispăruți au evoluat cu același scop în moduri drastic diferite. Aceste structuri au o formă sau o funcție similară, dar nu au fost prezente la ultimul strămoș comun al acestor grupuri.
Aripile de liliac sunt compuse în mare parte dintr-o membrană subțire de piele susținută de cele cinci degete, în timp ce aripile de pasăre sunt compuse în mare parte din pene susținute de degete mult mai reduse, cu degetul 2 susținând alula și degetul 4 penele primare ale aripii; există doar omologii îndepărtate între păsări și lilieci, cu omologii mult mai apropiate între orice pereche de specii de păsări sau orice pereche de specii de lilieci.
FlippersEdit
Mamiferele marine au evoluat de mai multe ori. Pe parcursul evoluției lor, ele dezvoltă corpuri hidrodinamice aerodinamice. Astfel, membrul anterior se transformă într-o înotătoare. Membrele anterioare ale cetaceelor, pinipedelor și sirenelor prezintă un exemplu clasic de evoluție convergentă. Există o convergență generalizată la nivel genetic. Substituții distincte în gene comune au creat diverse adaptări acvatice, dintre care majoritatea constituie o evoluție paralelă, deoarece substituțiile în cauză nu sunt unice pentru acele animale.
Când se compară cetaceele cu pinipedele și cu sirenele, apar 133 de substituții paralele de aminoacizi. Comparând și contrastând cetaceele-pinnipede, cetaceele-sirenieni și pinipedele-sirenieni, apar 2.351, 7.684 și, respectiv, 2.579 de substituții.
.