Il lignaggio evolutivo del cavallo è tra i meglio documentati in tutta la paleontologia. La storia della famiglia dei cavalli, gli Equidi, iniziò durante l’epoca eocenica, che durò da circa 56 milioni a 33,9 milioni di anni fa. Durante l “Eocene apparve il primo cavallo ancestrale, un ungulato, mammifero navigazione designato correttamente come Hyracotherium, ma più comunemente chiamato Eohippus, il” cavallo dawn.”I fossili di Eohippus, che sono stati trovati sia in Nord America che in Europa, mostrano un animale che stava 4.2 a 5 mani (circa 42,7 a 50,8 cm, o 16,8 a 20 pollici) di altezza, diminutivo rispetto al cavallo moderno, e aveva una schiena arcuata e quarti posteriori sollevati. Le zampe terminavano in piedi imbottiti con quattro zoccoli funzionali su ciascuno dei piedi anteriori e tre su ciascuno dei piedi posteriori—molto diverso dal piede non imbottito, singolo zoccolo degli equini moderni. Il cranio mancava del muso grande e flessibile del cavallo moderno, e le dimensioni e la forma del cranio indicano che il cervello era molto più piccolo e meno complesso di quello del cavallo di oggi. Anche i denti differivano significativamente da quelli degli equini moderni, adattandosi alla dieta di un browser abbastanza generale. Eohippus era, infatti, così poco simile che la sua relazione evolutiva con gli equini moderni era inizialmente insospettabile. Non è stato fino paleontologi avevano portato alla luce fossili di cavalli estinti in seguito che il collegamento a Eohippus divenne chiaro.

La linea che porta da Eohippus al cavallo moderno presenta le seguenti tendenze evolutive: aumento delle dimensioni, riduzione del numero di zoccoli, perdita dei piedini, allungamento delle gambe, fusione delle ossa indipendenti della parte inferiore delle gambe, allungamento del muso, aumento delle dimensioni e della complessità del cervello e sviluppo di denti crestati e ad alta corona adatti al pascolo. Questo non vuol dire che ci sia stata una costante, graduale progressione in queste caratteristiche che porta inevitabilmente da quelli di Eohippus a quelli del cavallo moderno. Alcune di queste caratteristiche, come la dentatura al pascolo, appaiono bruscamente nei reperti fossili, piuttosto che come il culmine di numerosi cambiamenti graduali. Eohippus, inoltre, ha dato origine a molti rami ormai estinti della famiglia dei cavalli, alcuni dei quali differivano sostanzialmente dalla linea che conduceva agli equini moderni.

Sebbene i fossili di Eohippus siano presenti sia nel Vecchio che nel Nuovo Mondo, la successiva evoluzione del cavallo ha avuto luogo principalmente in Nord America. Durante il resto dell’Eocene, i primi cambiamenti evolutivi erano nella dentatura. Orohippus, un genere dell’Eocene medio, e Epihippus, un genere del tardo Eocene, assomigliavano a Eohippus nelle dimensioni e nella struttura degli arti. Ma la forma dei denti della guancia—i quattro premolari e i tre molari trovati in ciascuna metà di entrambe le mascelle—era cambiata un po’. In Eohippus i premolari e i molari erano chiaramente distinti, i molari erano più grandi. In Orohippus il quarto premolare era diventato simile ai molari,e in Epihippus sia il terzo che il quarto premolare erano diventati molari. Inoltre, le singole cuspidi che caratterizzavano i denti delle guance di Eohippus avevano lasciato il posto a Epihippus a un sistema di creste o creste continue che percorrevano la lunghezza dei molari e dei premolari molariformi. Questi cambiamenti, che rappresentavano adattamenti a una dieta di navigazione più specializzata, furono mantenuti da tutti i successivi antenati del cavallo moderno.

I fossili di Mesohippus, il prossimo importante antenato del cavallo moderno, si trovano nell’Oligocene inferiore e medio del Nord America (l’epoca dell’Oligocene durò da circa 33,9 milioni a 23 milioni di anni fa). Mesohippus era molto più simile a un cavallo rispetto ai suoi antenati dell’Eocene: era più grande (con una media di circa 6 mani di altezza); il muso era più muzzlelike; e le zampe erano più lunghe e più snelle. Mesohippus aveva anche un cervello più grande. Il quarto dito dell’avampiede era stato ridotto a un vestigio, così che sia l’avampiede che le zampe posteriori portavano tre dita funzionali e un footpad. I denti sono rimasti adattati alla navigazione.

Nel tardo Oligocene, Mesohippus si era evoluto in una forma un po ‘ più grande conosciuta come Miohippus. I discendenti di Miohippus si divisero in vari rami evolutivi durante il Miocene inferiore (l’epoca del Miocene durò da circa 23 milioni a 5,3 milioni di anni fa). Uno di questi rami, noto come anchitheres, comprendeva una varietà di cavalli di navigazione a tre dita comprendenti diversi generi. Gli Anchitheres ebbero successo e alcuni generi si diffusero dal Nord America attraverso il ponte di Bering in Eurasia.

Era un ramo diverso, tuttavia, che ha portato da Miohippus al cavallo moderno. Il primo rappresentante di questa linea, Parahippus, apparve all’inizio del Miocene. Parahippus ei suoi discendenti hanno segnato una partenza radicale in quanto avevano denti adattati a mangiare erba. Erbe erano in questo momento diventando diffusa attraverso le pianure del Nord America, fornendo Parahippus con un vasto approvvigionamento di cibo. L’erba è un alimento molto più grossolano delle foglie succulente e richiede un diverso tipo di struttura del dente. I denti delle guance svilupparono creste più grandi e più forti e si adattarono al movimento laterale della mascella inferiore necessario per macinare le lame d’erba. Ogni dente aveva anche una corona estremamente lunga, la maggior parte delle quali, nel giovane animale, era sepolta sotto il margine gengivale. Mentre la macinatura consumava la superficie esposta, parte della corona sepolta cresceva. Questa struttura dentaria ad alta corona assicurava all’animale di avere una superficie di macinazione adeguata per tutta la sua normale durata. Anche gli adattamenti nel tratto digestivo devono essersi verificati, ma gli organi della digestione non sono conservati nella documentazione fossile.

Il passaggio dalla dentatura al pascolo è stato essenzialmente completato in Merychippus, che si è evoluto da Parahippus durante il Miocene medio e tardo. Merychippus deve aver guardato molto simile a un pony moderno. Era abbastanza grande, in piedi su 10 mani (101,6 cm, o 40 pollici) di altezza, e il suo cranio era simile a quello del cavallo moderno. Le ossa lunghe della parte inferiore della gamba si erano fuse; questa struttura, che è stata conservata in tutti gli equini moderni, è un adattamento per la corsa rapida. I piedi rimasero a tre dita, ma in molte specie il footpad fu perso e le due dita laterali divennero piuttosto piccole. In queste forme, la grande punta centrale portava il peso dell’animale. Forti legamenti attaccavano questa punta centrale unghiata alle ossa delle caviglie e della parte inferiore della gamba, fornendo un meccanismo a molla che spingeva lo zoccolo flesso in avanti dopo l’impatto di colpire il terreno. Merychippus ha dato origine a numerose linee evolutive durante il tardo Miocene. La maggior parte di questi, tra cui Hipparion, Neohipparion, e Nannippus, mantenuto il piede a tre dita dei loro antenati. Una linea, tuttavia, ha portato al one-toed Pliohippus, il predecessore diretto di Equus. I fossili di Pliohippus si verificano nei primi letti del Pliocene medio del Nord America (l’epoca del Pliocene durò da circa 5,3 milioni a 2,6 milioni di anni fa).

Equus—il genere a cui appartengono tutti gli equini moderni, inclusi cavalli, asini e zebre—si è evoluto da Pliohippus da circa 4 milioni a 4,5 milioni di anni fa durante il Pliocene. Equus mostra uno sviluppo ancora maggiore del meccanismo a molla nel piede e presenta denti guancia più dritti e più lunghi. Questa nuova forma ebbe un grande successo e si diffuse dalle pianure del Nord America al Sud America e in tutte le parti del Vecchio Mondo all’inizio del Pleistocene (l’epoca del Pleistocene durò da circa 2.600.000 a 11.700 anni fa). Equus fiorì nella sua patria nordamericana durante il Pleistocene, ma poi, circa 10.000-8.000 anni fa, scomparve dal Nord e dal Sud America. Gli studiosi hanno offerto varie spiegazioni per questa scomparsa, tra cui l’emergere di malattie devastanti o l’arrivo di popolazioni umane (che presumibilmente cacciavano il cavallo per il cibo). Nonostante queste speculazioni, le ragioni della scomparsa di Equus nel Nuovo Mondo rimangono incerte. La sommersione del ponte di terra di Bering ha impedito qualsiasi migrazione di ritorno di cavalli dall’Asia, ed Equus non è stato reintrodotto nel suo continente nativo fino a quando gli esploratori spagnoli hanno portato i cavalli nei primi anni del 16 ° secolo.

Durante il Pleistocene l’evoluzione di Equus nel Vecchio Mondo ha dato origine a tutti i membri moderni del genere. Il cavallo moderno, Equus caballus, si diffuse dall’Asia centrale alla maggior parte dell’Europa. I tipi locali di cavalli, tutte le razze di questa singola specie, indubbiamente sviluppati, e tre di questi—il cavallo di Przewalski (E. ferus przewalskii o E. caballus przewalskii) dall’Asia centrale, il tarpan dall’Europa orientale e le steppe ucraine, e il cavallo della foresta del nord Europa—sono generalmente accreditati come lo stock ancestrale del cavallo domestico. (Il cavallo di Przewalski può essere l’ultima razza distinta sopravvissuta di cavallo selvatico se confrontato geneticamente con cavalli addomesticati.) Secondo questa linea di pensiero, il cavallo di Przewalski e il tarpan formavano il bestiame di base da cui si sviluppavano i cavalli “a sangue caldo” del sud, mentre il cavallo della foresta dava origine alle razze pesanti “a sangue freddo”.