Эволюционный детектив. Разгадка тайны пяти пальцев у млекопитающих

Почему у четвероногих млекопитающих 5 пальцев

Млекопитающие относятся к группе Tetrapoda, куда входят также пресмыкающиеся, земноводные и птицы. Даже те из них, у которых нет классических конечностей, все равно имеют по 5 пальцев в скелете.

К примеру, киты и тюлени имеют по 5 пальцев в своих ластах.

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

Однако учёные обнаружили, что у этих животных уже в начале жизни, в стадии эмбриона, есть 5 пальцев, но это количество уменьшается до рождения.

5 пальцев в плавнике рыбы и конечности ящерицы (иллюстрация: Википедия)

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

Они также оказывают влияние на работу других генов, обеспечивая правильное расположение частей тела при развитии эмбриона.

Таким образом, эти гены участвуют в формировании скелета четвероногих, помогая контролировать количество и рост пальцев.

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

Четвероногие, или наземные позвоночные - какие они (коллаж: Википедия)

Эволюционная мутация из-за общего предка

По словам Стюарта, первые известные животные, у которых развились пальцы, произошли от рыб около 360 миллионов лет назад и имели целых 8 пальцев.

Вероятно, этот признак является "гомологией" - общей чертой через одного предка. Общий предок четвероногих эволюционировал, имея пять пальцев и передал эту модель нам.

Однако не все исследователи согласны с идеей канализации. Генетик эволюционного развития из Калифорнийского университета в Сан-Диего Кимберли Купер отмечает, что полидактилия (наличие более 5 пальцев) возникает как мутация у многих млекопитающих, включая человека.

"Если это так просто. Почему не существуют полидактильные виды?" – задавался Купер вопросом.

Он утверждает, что это должно быть связано с тем, что полидактилия – эволюционный недостаток.

Некоторые исследователи предполагают, что это может быть связано со сцеплением генов: поскольку гены развиваются в течение миллионов лет, некоторые из них становятся связанными, а это значит, что изменение одного гена (количества пальцев) может привести к другим более серьезным проблемам со здоровьем. .

Принцип гомологии: биологические взаимоотношения костей передних позвоночных конечностей (иллюстрация: Википедия)