Эволюционный детектив: почему у людей и млекопитающих по 5 пальцев

Почему у четвероногих млекопитающих 5 пальцев?

Млекопитающие, которые входят в группу Tetrapoda вместе с рептилиями, амфибиями и птицами, имеют пять пальцев в своем скелете. Это касается даже тех млекопитающих, которые не имеют традиционных конечностей. Интересно, что такие существа, как киты и тюлени, тоже имеют 5 пальцев на ластах.

Читайте также Бросают вызов законам природы: 3 животные-рекордсмены, которые живут невероятно долго

У лошадей всего один палец на ноге, а у птиц одна кость пальца, выросшая на конце крыла.

Однако ученые обнаружили, что у этих животных уже в начале жизни, в стадии эмбриона, есть 5 пальцев, но количество уменьшаются к рождению.

5 пальцев в плавнике рыбы и конечности ящерицы / Иллюстрация Википедия

Этот процесс продиктован генами Hox, которые контролируют развитие и рост организма,
– объясняет биолог-эволюционист из штата Пенсильвания Томас Стюарт.

Определенные гены играют решающую роль не только во влиянии на функционирование других генов, но и в обеспечении правильного расположения частей тела во время эмбрионального развития. Эти гены были определены как ключевые игроки в формировании скелета четвероногих, играющих жизненно важную роль в контроле количества и роста пальцев.

В процессе развития эмбриона растут зачатки пальцев. В зависимости от типа животного эти "почки" либо продолжают расти, или реабсорбируются. Затем клетки вокруг пальцев умирают, образуя отдельные пальцы.

Эволюционная мутация через общего предка

Первые животные, у которых появились пальцы, произошли от рыб около 360 миллионов лет назад и имели до 8 пальцев. Эта эволюционная черта, известна как "гомология", указывает на общее происхождение от одного предка. Общий предок в конце концов эволюционировал до 5 пальцев – генетическая схема, которая была передана современному человеку.

Принцип гомологии: биологические взаимоотношения костей передних конечностей позвоночных / Иллюстрация Википедия

Но ученые высказали разные мнения относительно понятия полидактилии у млекопитающих. Кимберли Купер, эволюционный генетик из Калифорнийского университета в Сан-Диего, выразил беспокойство относительно идеи полидактилии, отметив, что это состояние, характеризующееся наличием более 5 пальцев, является мутацией, наблюдаемой у многих млекопитающих, включая человека.

Если это так просто. Почему не существуют полидактильные виды? Это должно быть связано с тем, что полидактилия является эволюционным недостатком,
– заявил Купер.

Исследователи выдвинули теорию, что корреляция между количеством пальцев и определенными проблемами со здоровьем может быть связана со сцеплением генов. Это явление возникает в процессе эволюции генов в течение длительного периода времени, что приводит к тому, что некоторые гены становятся взаимосвязанными.

Следовательно, мутация в одном гене, например, в том, что определяет количество пальцев, потенциально может привести к развитию других значительных осложнений со здоровьем.