Еволюційний детектив. Розгадка таємниці п'яти пальців у ссавців

У багатьох тварин, як от коти, собаки чи кенгуру, лапи мають схожість з нашими руками: вони всі мають по 5 пальців. Але чому так відбувається, коли наші види еволюціонували у різних середовищах?

РБК-Україна (проєкт Styler) розповідає, чому ми, як більшість ссавців, маємо 5 пальців.

Чому у чотириногих ссавців 5 пальців

Ссавці відносяться до групи Tetrapoda, куди входять також плазуни, земноводні та птахи. Навіть ті з них, у яких немає класичних кінцівок, все одно мають по 5 пальців у скелеті.

Наприклад, кити та тюлені мають по 5 пальців у своїх ластах.

У коней всього один палець на нозі, а у птахів одна кістка пальця, що зросла на кінці крила.

Однак вчені виявили, що у цих тварин вже на початку життя, у стадії ембріону, є 5 пальців, але ця кількість зменшуються до народження.

5 пальців у плавнику риби та кінцівці ящірки (ілюстрація: Вікіпедія)

Цей процес продиктований генами Hox, які контролюють розвиток та ріст організму, пояснює біолог-еволюціоніст зі штату Пенсільванія Томас Стюарт.

Вони також впливають на роботу інших генів, забезпечуючи правильне розташування частин тіла під час розвитку ембріона.

Таким чином, ці гени беруть участь у формуванні скелету чотириногих, допомагаючи контролювати кількість та ріст пальців.

У процесі розвитку ембріону ростуть зачатки пальців. Залежно від типу тварини ці "бруньки" або продовжують зростати, або реабсорбуються. Потім клітини навколо пальців помирають, утворюючи окремі пальці.

Чотироногі, або наземні хребетні - які вони (колаж: Вікіпедія)

Еволюційна мутація через спільного пращура

За словами Стюарта, перші відомі тварини, у яких розвинулися пальці, походять від риб близько 360 мільйонів років тому і мали цілих 8 пальців.

Ймовірно, ця ознака є "гомологією" - спільною рисою через одного пращура. Спільний предок чотириногих еволюціонував, маючи 5 пальців і передав цю модель нам.

Однак не всі дослідники погоджуються з ідеєю каналізації. Генетик еволюційного розвитку з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго Кімберлі Купер, зазначає, що полідактилія (наявність більше 5 пальців) виникає як мутація у багатьох ссавців, включаючи людину.

"Якщо це так просто. Чому не існують полідактильні види?" - задавався Купер питанням.

Він стверджує, що це має бути пов'язане з тим, що полідактилія є еволюційним недоліком.

Деякі дослідники припускають, що це може бути пов'язане зі зчепленням генів: оскільки гени розвиваються протягом мільйонів років, деякі з них стають пов'язаними, а це означає, що зміна одного гена (кількості пальців) може призвести до інших серйозніших проблем зі здоров'ям. 

Принцип гомології: біологічні взаємовідношення кісток передніх кінцівок хребетних (ілюстрація: Вікіпедія)

До речі, раніше ми писали про те, хто такий бінтуронг і як він виглядає.

А також публікували топ-6 найрозумніших птахів, що вміють говорити.

Під час написання матеріалу було використано джерела: Live Science, Animal World, Animalia Bio, PBS Nature та Вікіпедія.