De ce majoritatea mamiferelor au 5 degete?

Dacă privești labele unei pisici, ale unui câine sau chiar ale unui cangur, vei observa că au ceva în comun cu mâinile noastre. Chiar dacă unele pot fi mai mici sau poziționate diferit, majoritatea mamiferelor au 5 degete. De ce împărtășim acest model cu prietenii noștri blănoși, chiar dacă am evoluat în condiții diferite?

Pentru a răspunde la întrebarea de ce majoritatea mamiferelor au 5 degete, trebuie mai întâi să înțelegem de ce vertebratele tetrapode (din greaca veche pentru „patru picioare”) au cinci degete. Mamiferele aparțin superclasei Tetrapoda, care include și reptilele, amfibienii și păsările. Chiar și membrii acestei grupări care nu au membre tradiționale au cinci degete în scheletul lor: balenele, focile și leii de mare au cinci degete în înotătoarele lor.

• Cine a inventat înghețata?
• Cine a inventat lentilele de contact?

Există o anumită variație: caii au doar un deget, iar păsările au un os degetar fuzionat la capătul aripii. Cu toate acestea, oamenii de știință au descoperit că aceste animale au cinci degete ca embrioni, dar acestea se micșorează înainte de naștere.

Majoritatea mamiferelor au 5 degete

Acest proces este dictat în mare măsură de genele Hox, a declarat Thomas Stewart, un biolog evoluționist la Universitatea Penn State (SUA), pentru Live Science.

Genele Hox codifică proteine care ajută la reglarea activității altor gene, activându-le sau dezactivându-le. Ele contribuie la asigurarea faptului că părțile corpului ajung în locația corectă în corpul unui animal, pe măsură ce acesta se dezvoltă dintr-un embrion. Ca atare, ele sunt implicate în dictarea modelului scheletic al tetrapodelor și o fac prin ajutorul controlării proteinelor create de gena „sonic hedgehog” (Ariciul Sonic, tr.; și da, acesta este numele real) pentru a activa și bloca una pe cealaltă în timp ce creează țesuturile.

Prin acest proces cresc „mugurii” degetelor; în funcție de tipul de animal, acești muguri ar putea continua să crească sau să fie reabsorbiți. Apoi, celulele din jurul locului unde ar trebui să fie degetele mor, creând degete separate. Modul precis în care se întâmplă acest lucru este „o problemă destul de complicată”, a spus Stewart. Detaliile variază în funcție de cercetătorul pe care îl întrebi.

Evoluția degetelor la mamifere

Nimeni nu este sigur când a evoluat acest plan cu cinci degete. Primele animale cunoscute care au dezvoltat degete au evoluat din pești acum aproximativ 360 de milioane de ani și aveau chiar și 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 structură care este împărtășită între organisme pentru că au un strămoș comun. Strămoșul comun al tuturor tetrapodelor vii trebuie să fi evoluat într-un fel pentru a avea cinci degete și să fi transmis acest model descendenților săi.

Strămoșul comun explică cum de majoritatea mamiferelor au 5 degete, dar nu ne spune de ce. O teorie este canalizarea, adică ideea că, în timp, o genă sau o trăsătură devine mai stabilă și cu o probabilitate mai mică de a suferi mutații. Stewart a dat exemplul vertebrelor cervicale sau al gâtului: mamiferele au aproape întotdeauna șapte astfel de vertebre, chiar dacă acest număr nu pare să ofere vreun anumit avantaj. Dacă acest număr a funcționat timp de milioane de ani, nu există motive să îl schimbi, conform acestei teorii.

Motivul pentru care majoritatea mamiferelor au 5 degete

Dar nu toți cercetătorii sunt de acord cu ideea de canalizare. Kimberly Cooper, genetician evolutiv de la Universitatea California, San Diego (SUA), a subliniat că polidactilia, sau deținerea de mai mult de cinci degete, apare ca o mutație la multe mamifere, inclusiv la oameni. Există mai multe mutații care pot cauza polidactilie, dar un studiu recent publicat în revista Nature a constatat că aceasta se poate întâmpla printr-o singură nucleotidă în gena sonic hedgehog.

„Dacă este atât de ușor, de ce nu există specii polidactile?”, a întrebat Cooper. Ea a argumentat că motivul ar putea fi faptul că polidactilia este un dezavantaj evolutiv. Unii speculează că acest lucru ar putea fi din cauza legării genelor: pe măsură ce genele evoluează de-a lungul milioanelor de ani, unele devin legate, ceea ce înseamnă că modificarea unei gene (numărul de degete) ar putea duce la alte probleme de sănătate mai grave. Dar până acum, nimeni nu a oferit dovezi concrete, a spus Stewart.

„Putem să ne punem o întrebare foarte simplă despre motivul pentru care nu vedem mai mult de cinci degete și pare că ar trebui să ajungem la un răspuns simplu. Dar este o problemă foarte profundă. Asta face ca acest domeniu să fie foarte interesant”, a spus el.

Vă recomandăm să citiți și:

Papagalii „pică din cer” în Australia și nimeni nu știe de ce

Lupii „mutanți” de la Cernobîl au evoluat abilități anti-cancer

Ce au descoperit cercetătorii după ce au studiat ADN-ul balenelor albastre?

Cum arată mica broscuță care își trăiește toată viața într-o floare