A lovak evolúciója az a folyamat, melynek során a Hyracotherium-szerű, róka nagyságú, erdőlakó ősállatokból kialakult mai háziállatunk, a ló. A paleozoológusoknak sikerült összeállítani a lovak családfájának majdnem teljes képét.
A lovak a páratlanujjú patások (Perissodactyla) rendjéhez tartoznak. Minden lófélének egyetlen ujjban (egy patában) végződik a lába, felső ajkaik mozgékonyak, és fogazatuk hasonló. Ezek a jellemzők arra utalnak, hogy közös ősük van a tapírfélékkel és az orrszarvúfélékkel. Az első páratlanujjú patások a késő paleocénben jelentek meg, 10 millió évvel a kréta–tercier kihalási esemény után. Ezek az állatok a trópusi erdők lakói voltak. A tapírok és egyes orrszarvúk ma is ezt a helyet kedvelik, míg a lovak kivándoroltak a hűvösebb éghajlatú, száraz sztyeppékre. Egyes Equus-fajok e két hely közti térséget választották élőhelyül.
A lovak legősibb rokonainak több, szétálló lábujjuk volt, ezek segítették őket az erdők puha talaján való járásban. Amikor a lófélék a levélfogyasztásról áttértek a legelésre, a fogazatuk átalakult, alkalmazkodott az új táplálkozási módhoz. A fogak nagyobbak és erősebbek lettek. A lovak kivonulását az erdőből a sztyeppék terjeszkedése is elősegítette. Mivel a sztyeppén nem volt búvóhely, az állatoknak hosszabb és gyorsabb lábaik alakultak ki, hogy elmenekülhessenek a ragadozók elől. Hogy futásuk gyorsabb legyen, a lovaknak idővel visszafejlődtek a lábujjaik, a harmadikon kívül; ez a lábujj látható a mai lónál is, ennek végén pedig a módosult köröm, a pata.
Tanulmányozásuk története Amikor a spanyol konkvisztádorok Amerikába érkeztek, nem éltek lovak a kontinensen, 1493-ban ők vitték be Európából az újonnan felfedezett földre. Az elszabadult állatok hamar nagy méneseket alkottak. A korai természettudós, Georges-Louis Leclerc de Buffon, az 1760-as években arra a következtetésre jutott, hogy az újvilági állatok alsóbbrendűek, mint az európaiak, de aztán ezt a megjegyzését visszavonta. 1807-ben, William Clark a Big Bone Licknél tett felfedezőútja során ló lábszár és lábfej csontokat talált. Ezeket a maradványokat elküldte Thomas Jeffersonnak, aki Caspar Wistar anatómussal tanulmányozta őket, de egyik sem jött rá a valódi értékükre.
Charles Darwin a Beagle-on való utazása során, fontos fosszilis felfedezéseket tett Patagóniában. 1833. október 10-én, az argentínai Santa Fénél igen meglepődött, amikor egy lófogat talált ugyanabban a rétegben, amelyben az óriás armadillók (Glyptodon) voltak. Akkor úgy vélte, hogy a lófog egy felsőbb rétegből mosódott ide, később azonban ezt a feltevését már nem találta valószínűnek., 1836-ban, az expedíció végeztével elvitte a fogat Richard Owennek, egy korabeli őslénykutatónak, aki megállapította, hogy a fog egy kihalt lóhoz tartozik, aminek az Equus curvidens nevet adta és megjegyezte: „Az a tény, hogy egy nem, amely egyszer már kihalt, de aztán újra megjelent a Kontinensen, vagyis Dél-Amerikában, nem is a legcsekélyebb felfedezése Darwin úrnak az őslénykutatási felfedezései során.”.
1848-ban, Joseph Leidy „On the fossil horses of America” című művében alaposan tanulmányozta a pleisztocén korból való lómaradványokat, köztük a Természettudományi Akadémián (Academy of Natural Sciences) levőket is, és arra a következtetésre jutott, hogy legalább két észak-amerikai őslófaj létezett: az egyik az Equus curvidens, a másik az Equus americanus. Tíz évvel később kiderült, hogy a második név már foglalt, ezért átnevezte Equus complicatusnak. Az átnevezés évében, elutazott Európába, ahol Owen bemutatta Darwinnak.
200px|bélyegkép|Az Eurohippus parvulus, rekonstrukciója a Museum für Naturkunde Berlinben
A ló első evolúciós családfáját Othniel Charles Marsh állította össze, az 1870-es években. Ennek megalkotásához az észak-amerikai felfedezésekből indult ki. A Hyracotheriumtól a mai lóig vezető utat Thomas Henry Huxley népszerűsítette, és manapság ez a legismertebb példa, amely bemutatja az evolúciót. Ez a kép majdnem minden biológiáról szóló könyvben megtalálható. A New York-i Amerikai Természetrajzi Múzeum (American Museum of Natural History) létrehozott egy kiállítást, amely ezeket az átmeneti maradványokat mutatta be.
Amióta Huxley megalkotta a lovak családfáját, a felfedezett ősló-fajoknak a száma megnőtt, és már nem olyan egyszerű „egyenes vonalba” helyezni őket, sőt evolúciójuk komplex és sokágú. Az egyenes vonalat, miszerint a Hyracotheriumból fejlődött ki a mai ló, továbbá, hogy mindegyik ősló az előbbiből evoluált, elvetették, és kicserélték egy valódi családfára hasonlító ábrával, amelyben a mai ló kifejlődésének története csak egy ág a „nagy képben”. 1951-ben George Gaylord Simpson állította először azt,Simpson, George Gaylord (1951): Horses. Oxford University Press; New Impression edition. (1971 reprint) hogy a modern lóThe notion of a goal would contradict modern evolutionary synthesis itt az Equus nem a lovak családfájának a „remekműve”, hanem csak az egyetlen túlélője.
A maradványokról szóló újabb és pontosabb adatok arról tanúskodnak, hogy a fajok közti átmenet nem volt olyan egyszerű, mint ahogyan valamikor gondolták, sőt sok átmeneti faj még felfedezésre vár. Vannak azonban olyan maradványok is, amelyek egyenes átmenetet mutatnak, ilyen a Dinohippus és az Equus, valamint az Epihippus és a Mesohippus közti átmenetek, amelyek hirtelen, csak néhány millió év során zajlottak le. Az anagenezis (egy állomány genetikai megváltozása) és a kladogenezis (egy állomány két ágra való válása) is megtörtént a lovak evolúciója során, ami azt jelenti, hogy sokszor az új fajok kortársak voltak az ősökkel. A lófélék megjelenése sem volt „egyenes” a Hyracotheriumtól a mai lóig: a fejlődés iránya, tendenciái sokszor változtak, sőt néha méretük is kisebb lett. Ezek a jellegek azonban csak alapos tanulmányozás során vehetők észre.
Idővonal
Eocén és oligocén: az első lófélék Hyracotherium 200px|bélyegkép|Hyracotherium
Az első állat, amely lószerű vonásokat viselt, az a Hyracotherium. Az első Hyracotherium-kövületekre 1839-ben bukkantak az angliai Kent grófságban. Sir Richard Owen angol tudós úgy találta, hogy a lelet a nyúl és a szirtiborzfélék keresztezésére hasonlít, ezért nevezte el Hyracotherium leporinumnak, vagyis „nyúlszerű szirti borz-féle állatnak”. Abból indult ki, hogy a Hyracotherium a disznókkal áll rokonságban.Stephen Jay Gould|Gould, Stephen Jay (1991). "The Case of the Creeping Fox Terrier Clone" Bully for Brontosaurus: Reflections in Natural History (pp. 155–167). New York: W.W. Norton & Co. Az állat későbbi neve Eohippus, amely „hajnalpír lovat” jelent, mivel a legősibb képviselőjének tartják ezt az állatot, de azért mégis az első név a hivatalos, habár a második a népszerűbb.
Az állat az Ypresi (kora eocén) korszakban élt, mintegy 52 millió évvel ezelőtt. Körülbelül rókanagyságú volt, marmagassága elérte 25–45 centimétert. Pofája és nyaka rövid, a hátgerince hajlékony és íjszerűen ruganyos volt. A Hyracotheriumnak 44 foga volt; fogainak elhelyezkedése egy tipikus levélevőére hasonlít: minden állkapocs negyedben három metszőfog, egy szemfog, négy kisőrlő és három nagyőrlő ült. Az őrlőfogai egyenlőtlenek, tompák és kopottak voltak, ami arra utal, hogy elsősorban levelekkel táplálkozott. A fogak élei alacsony koronát alkottak. A Hyracotherium levelekkel és gyümölcsökkel táplálkozhatott, ezeket az aljnövényzetben kereste meg, éppen úgy mint egy mai muntyákszarvas. Az állat kis méretű aggyal rendelkezett, melyben az előagy igen kicsi volt.
bélyegkép|200px|A Hyracotherium, bal mellső lába (a harmadik kézközépcsont sárga színű) és a fog (a fogzománc; b dentin; c fogcement részletes ábrázolása
Lábai a testéhez képest megfelelő hosszúságúak voltak, melyek arra utalnak, hogy alkalmasak voltak futásra. Az állatnak, eltérően kései utódaitól, még nem voltak összeforrva a lábcsontjai, ami nagy rugalmasságot és forgóképességet biztosított. Csuklói és bokái érték a földet. A mellső lábakon öt ujj ült, ezekből négy kis pataszerű képződményben végződött; a nagy ötödik „lábujj” nem érte a földet. A hátsó lábakon csak három ujj végződött patában, az első és az ötödik ujj nem érték a talajt. A lábfej alsó részén talppárnák voltak, mint a mai kutyának, de eltérően ettől, a Hyracotheriumnak nem karmokban, hanem pataféleségekben végződtek az ujjai.
Orohippus 200px|bélyegkép|Orohippus
Az Orohippus lassan, körülbelül 50 millió évvel ezelőtt, a közép eocén korszakban fejlődött ki a Hyracotheriumból. Habár neve „hegyi lovat” jelent, az Orohippus nem volt valódi ló és nem élt a hegyvidékeken. Hasonlított a Hyracotheriumra, de teste karcsúbb volt. Hosszú pofája, karcsú mellső lábai és hosszú hátsó lábai arra hagynak következtetni, hogy az állat jó ugró volt. Bár ez az állat is többujjú volt, a Hyracotheriummal szemben elvesztett néhány ujjat; a mellső lábakon négy, a hátsókon három ujj ült.
A legnagyobb eltérés a két állat között a fogazatban mutatkozott: az első kisőrlő lekicsinyült, az utolsó kisőrlő hátrább került és átalakult nagyőrlővé, és az élek jobban kiemelkedtek. Mindkét változás segített az Orohippusnak a rágásban. Ez a változás arra utal, hogy az állat kemény, rágós növények fogyasztására tért át.
Az Orohippus elterjedési területe a mai Wyoming és Oregon államok voltak.
Epihippus 200px|bélyegkép|jobbra|Az Epihippus gracilis alsó állkapcsa fogakkal
Az eocén középső részén, körülbelül 47 millió évvel ezelőtt az észak-amerikai kontinensen, az Epihippus-nem az Orohippusból evoluált. Nála folytatódott a fogazat fejlődése. Az Epihippusnak öt nagyőrlőfoga volt, alacsony koronájú, jól látszó élekkel. Egy későbbi Epihippus fajnak, melynek néha a Duchesnehippus intermedius nevet adják, olyan fogai voltak, mint az oligocén kori lóféléknek, habár nem voltak annyira fejlettek. Még vitatott, hogy ha a Duchesnehippus az Epihippusnak az alneme, vagy egy külön álló nem.
Mesohippus 200px|balra|bélyegkép|Mesohippus
Az eocén végén és az oligocén elején elkezdődött az a szárazabb időjárás, amely elősegítette a füves sztyeppék terjedését és az erdők visszavonulását. Az új, nyílt terepek alkalmat adtak olyan állatok kifejlődésére, amelyek a lábukra hagyatkoztak a ragadozók előli meneküléskor. Így a lófélék is kihasználták ezt az új lehetőséget, és a füves sztyeppékre húzódtak. A késő eocénben a lóféléknek erősebb fogaik lettek, hogy képesek legyenek a száraz füvet rágni. Testméretük nagyobb lett, lábaik hosszabbak, így könnyebben elfuthattak a ragadozók elől. Körülbelül 40 millió évvel ezelőtt megjelent a Mesohippus-nem („középső ló”); két korai faja a Mesohippus celer és a Mesohippus westoni.
Az oligocén elején a Mesohippus volt az egyik legelterjedtebb emlős Észak-Amerikában. Mind a négy lábán három járóujj ült; az első és az ötödik ujj úgy elcsökevényesedett, hogy a járásban már nem játszott többé szerepet. A harmadik ujj nagyobb volt, mint a többi, és az állat testsúlyának nagy része erre nehezedett. A mellső lábak negyedik ujjai is elcsökevényesedtek a nem utóbbi fajainál. A hosszú és karcsú lábakból következtetve a Mesohippus gyors állat lehetett.
A Mesohippus nagyobb volt az Epihippusnál, marmagassága elérte a 61 centimétert. Hátgerince nem volt annyira hajlott, pofája, ajkai és nyaka hosszabbak voltak, agya is nagyobb volt. A koponyán egy kis mélységű koponyanyílás helyezkedett el, amely a mai lónál jóval nagyobb. Ez a koponyanyílás segíti a kutatókat abban, hogy megállapítsák, melyik az ősló és melyik a más rendhez tartozó állat. A Mesohippusnak hat nagyőrlőfoga volt, ezek előtt egy kisőrlő ült – ez a jellemző a mai lóféléknél is megtalálható. Az állat megtartotta az Epihippus éles fogkoronáit, amely nagy segítségére volt, amikor a száraz növényzetet rágta.
A Mesohippus maradványait az Amerikai Egyesült Államokbeli Coloradóban, Nebraskában, Dél- és Észak-Dakotában és a szomszéd országban, Kanadában találták meg.
Miohippus 200px|bélyegkép|Miohippus koponya