De ce mamiferele au cinci degete. Explicația este surprinzătoare

Dacă te uiți la labele unei pisici, unui câine sau chiar ale unui cangur, vei observa că au ceva în comun cu mâinile noastre, se arată într-un articol publicat de Live Science.

Chiar dacă unele ar putea fi mai mici sau poziționate diferit, toate aceste mamifere au cinci degete. De ce împărtășim acest tipar cu prietenii noștri blănoși, 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 (greaca 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.

Există unele variații: caii au doar un deget la picior, iar păsările au un os deget la capătul aripii lor. Cu toate acestea, oamenii de știință au descoperit că aceste animale încep cu până la cinci degete ca embrioni, dar se micșorează înainte de a se naște.

Formarea a cinci degete, impusă de genele Hox

Acest proces este dictat în mare parte de genele Hox, a declarat Thomas Stewart, un biolog evoluționist la Penn State, 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 componente 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, acesta este numele real) pentru a se activa și bloca 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 degete separate. Cum se întâmplă exact acest lucru este „desigur o problemă destul de complicată”, a spus Stewart. Detaliile variază în funcție de omul de știință pe care îl întrebați.

Nimeni nu este sigur când a evoluat pentru prima dată acest format 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 până la opt degete, a spus Stewart.

Dacă modelul cu cinci degete a funcționat milioane de ani, nu există niciun motiv pentru a-l schimba 

Cu toate acestea, existența scheletului 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 acest 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.

Cu toate acestea, nu toți cercetătorii sunt de acord cu ideea de canalizare. Kimberly Cooper, un genetician evoluționist de la Universitatea din California, San Diego, subliniază că polidactilia, sau caracteristica de a avea mai mult de cinci degete, apare ca o mutație la multe mamifere, inclusiv la oameni.

Schimbarea numărului de degete ar duce la probleme de sănătate grave

Există multiple mutații care pot provoca polidactilie, dar un studiu recent publicat în revista Nature a constatat că aceasta 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 polidactil?”. Ea a susținut că acest lucru se întâmplă 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 (numărul 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 foarte profundă. Asta face acest domeniu cu adevărat interesant".