Zebralar ve eşeklerle beraber, atlar, hayvanlar aleminde tek tırnağı olan az sayıdaki canlının arasındadır. Bilim insanları uzunca bir süredir, atların tek tırnaklı olmalarının otlakların üzerinde daha hızlı ve daha uzağa koşmalarını sağladığını düşünüyorlardı. Atlar bu sayede hem avcılardan daha rahat kaçarken hem de daha uzaktaki besin kaynaklarına ulaşabiliyordu. Fakat birçok ayak tırnağına sahip olmak yerine tek bir ayak tırnağına sahip olmanın faydalarının anlatıldığı bu hipotez, biyomekaniksel açıdan doğrudan test edilmemişti.
Yeni yapılan bir araştırmada, atların erken evrimleri sırasında neden tek tırnaklı oldukları konusuna biyomekaniksel bir yaklaşım getirildi.
Antik atların birçok tırnağı olduğu biliniyor. Yaklaşık 55 milyon yıl önce yaşamış olan köpek boyutundaki Hyracotherium'un ön ayaklarında dört ayak parmağı, arka ayaklarında da üç ayak parmağı vardı. Yaklaşık 10 milyon yıl önce yaşamış olan ve modern atlara benzeyen Merychippus’un üç ayak parmağı vardı. Fakat ortadaki ayak parmağı diğerlerinden uzundu ve uç kısmında ayak tırnağı benzeri koruyucu toynağı vardı. Hayatta kalmış tek at cinsi olan tek tırnaklı Equus ise yaklaşık 5 milyon yıl önce ortaya çıktı.
Modern atların ayaklarına yakından bakarsanız, körelmiş parmaklarının kemik kalıntılarını görebilirsiniz. Peki, bu körelmenin evrimsel sebebi nedir?
At ayaklarındaki bu evrimsel gelişimi izlemek amacıyla, bilim insanları, 12 soyu tükenmiş at türünün fosilleşmiş ayak kemiklerinin bilgisayarlı tomografi taramalarını yaptılar. Ayrıca, garip bir şekilde Hyracotherium benzeri ayak tırnakları olan Güney Amerika tapirinin ayaklarını incelediler. Bir bilgisayar simülasyonu ile her bir ayak yapısının koşma ve engellerden atlama üzerindeki etkisini inceleyen araştırmacılar, bu veriler ile yalnızca merkezi tek bir tırnağa sahip olan ayak yapısının verilerini karşılaştırdılar. Bilim insanları yaptıkları karşılaştırmaların içerisine vücut yapısı, yaşanılan bölge ve karşılaşılan engeller gibi birçok parametreyi de dahil etti.
Bulgulara göre, erken atların kendi vücut ağırlıklarını taşıyabilmesi için yan ayak tırnakları oldukça önemliydi. Eğer yan ayak tırnakları olmasaydı, orta tırnakları kendi vücut ağırlıklarını taşıyamayacak kadar dayanıksızdı ve kolaylıkla kırılabilirdi. Ancak modern atların dönemine yaklaşıldığında, orta ayak parmaklarının kemiği kalınlaştı ve çukurlaştı. Bu değişiklikler ile, tek tırnaklı at ayakları neredeyse çok tırnaklı at ayakları kadar bükülme ve basınca dayanıklı hale geldi.
Dolayısıyla, erken atlar yan tırnaklarından kurtulduklarında enerji tasarrufu yaptılar, daha uzağa ve daha hızlı gidebildiler. Yapılan çalışmada, atların ayakları üzerindeki hangi değişikliğin önce gerçekleştiği belirlenememiş. Yani, orta tırnağın gelişmesi sonucu mu yan tırnakların kaybolduğu yoksa yan tırnakların kaybolmasının mı orta tırnağın gelişmesini tetiklediği konusu henüz netleşmiş değil.
Evrimsel süreç içerisinde parmaklarını ya da tırnaklarını kaybeden tek hayvanlar atlar değil. Uçan, zıplayan, yürüyen ya da koşan birçok hayvanda, parmaklar evrimsel süreç içerisinde değişikliğe uğradı. Yapılan bu çalışmada olduğu gibi, hayvan kemiklerinin hareketin yarattığı kuvvetlere nasıl dayandığının araştırılması, evrimsel süreçte hayvanlarda meydana gelen bu değişikliklerin anlaşılmasını sağlayabilir.
