Dacă te uiți la labele unei pisici, unui câine sau chiar a unui cangur, vei observa că au ceva în comun cu mâinile noastre. Chiar dacă unele ar putea fi micșorate sau poziționate diferit, toate aceste mamifere au cinci cifre sau degete. De ce împărtășim acest tipar cu prietenii noștri blăniți, deși am evoluat în condiții diferite?
Pentru a răspunde la întrebarea de ce mamiferele au cinci degete, trebuie mai întâi să înțelegem de ce vertebratele tetrapode (greacă pentru „cu patru picioare”) au cinci degete. Mamiferele aparțin superclasei Tetrapoda, care include și reptile, amfibieni și păsări. Chiar și membrii acestui grup fără membre tradiționale au cinci degete în scheletul lor – balenele, focile și leii de mare au cinci degete în aripi – chiar dacă au patru sau mai puține degete de la picioare.
Există unele variații: caii au doar un deget de la picior, iar păsările au un os deget topit la capătul aripii lor. Cu toate acestea, oamenii de știință au descoperit că aceste animale încep cu cinci degete ca embrioni, dar se micșorează înainte de a se naște.
Acest proces este dictat în mare parte de genele Hox, Thomas Stewartun biolog evoluționist de la Penn State, a declarat pentru Live Science. Genele Hox codifică proteine care ajută la reglarea activității altor gene, pornindu-le sau dezactivându-le. Acestea ajută la asigurarea faptului că părțile corpului ajung în locația lor corectă în corpul unui animal, deoarece acesta se dezvoltă dintr-un embrion. Ca atare, ei sunt implicați în dictarea modelului scheletic al tetrapodelor și fac acest lucru ajutând la controlul proteinelor create de gena ariciului sonic (da, asta este nume real) să se activeze și să se blocheze reciproc în timp ce creează țesuturi.
Prin acest proces cresc mugurii degetelor; în funcție de tipul de animal, acești muguri ar putea fie să continue să crească, fie să se reabsorbă. Apoi, celulele din jurul unde ar trebui să fie degetele mor, creând cifre separate. Exact cum se întâmplă acest lucru este „desigur o problemă destul de complicată”, a spus Stewart. Detaliile variază în funcție de om de știință pe care îl întrebați.
Nimeni nu este sigur când a evoluat pentru prima dată acest plan cu cinci degete. Primele animale cunoscute care au dezvoltat degete au evoluat din pești în urmă cu aproximativ 360 de milioane de ani și au avut tot atâtea opt degete, a spus Stewart. Cu toate acestea, existența planului cu cinci degete la majoritatea tetrapodelor vii indică faptul că trăsătura este probabil o „omologie” – o genă sau o structură care este împărtășită între organisme, deoarece acestea au un strămoș comun. Strămoșul comun al tuturor tetrapodelor vii trebuie să fi evoluat cumva pentru a avea cinci degete și a transmis acel model descendenților săi.
Un strămoș comun explică modul în care mamiferele au primit cinci degete, dar nu ne spune de ce. O teorie este canalizarea – ideea că, în timp, o genă sau o trăsătură devine mai stabilă și mai puțin probabil să sufere mutații. Stewart a dat exemplul vertebrelor cervicale sau gâtului: mamiferele au aproape întotdeauna șapte dintre aceste vertebre, chiar dacă acest număr nu pare să ofere un avantaj anume. Dacă numărul a funcționat de milioane de ani, nu există niciun motiv pentru a-l schimba, conform acestei teorii.
Legate de: Care specie de animale a existat cel mai mult timp?
Cu toate acestea, nu toți cercetătorii sunt de acord cu ideea de canalizare. Kimberly Cooper, un genetician de dezvoltare evolutivă de la Universitatea din California, San Diego, subliniază că polidactilia, sau având mai mult de cinci degete, apare ca o mutație la multe mamifere, inclusiv la oameni. Există multiple mutații care pot provoca polidactilie, dar un studiu recent publicat în jurnal Natură a descoperit că se poate întâmpla prin mutația unei singure nucleotide din gena ariciului sonic.
„Dacă este atât de ușor”, a întrebat Cooper, „de ce nu există specii de polidactili?” Ea a susținut că trebuie să fie pentru că polidactilia este un dezavantaj evolutiv. Unii speculează că s-ar putea datora legăturii genelor: pe măsură ce genele evoluează de-a lungul a milioane de ani, unele devin legate, ceea ce înseamnă că schimbarea unei gene (cantitatea de degete) ar putea duce la alte probleme de sănătate mai grave. Dar până în prezent, nimeni nu a oferit dovezi concrete, a spus Stewart pentru Live Science.
„Putem pune o întrebare foarte simplă de ce nu vedem mai mult de cinci degete și se pare că ar trebui să ajungem la un răspuns simplu”, a spus el. „Dar este o problemă cu adevărat profundă. Asta face [this field] foarte incitant.”