Пять пальцев оказались ловушкой эволюции: тело человека до сих пор живёт по правилам древних рыб

Почему у человека именно пять пальцев — вопрос, который кажется простым лишь на первый взгляд. За привычной формой наших рук и ног скрывается долгая история эволюции, уходящая на сотни миллионов лет назад. Ответ на него связан не со случайностью, а с древними биологическими механизмами, сформировавшими тело позвоночных. Об этом сообщает popsci. com.

Пятипалый план, пришедший из глубины веков

Когда речь заходит о количестве пальцев, наука редко даёт однозначные ответы.

"Когда вы говорите о том, почему у нас пять — не шесть и не четыре — пальцев рук и ног, я считаю, что это довольно сложный вопрос", — говорит доцент кафедры генетики Университета Рутгерса Тэцуя Накамура.

Чтобы разобраться, учёные обращаются к далёкому прошлому. Все тетраподы — амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие — произошли от общего рыбного предка.

"Если спросишь: 'Откуда мы взялись?' Нашим общим предком была рыба", — говорит Накамура.

В девонском периоде, около 360 миллионов лет назад, древние рыбы начали осваивать сушу. Их конечности поначалу могли иметь до восьми пальцев, но со временем эволюция "отсеяла" лишние. Этот процесс хорошо вписывается в общую картину того, как эволюция рыбьих тел подчинялась жёстким законам среды и выживания. В итоге сформировался пятипалый шаблон, который оказался устойчивым и был закреплён на генетическом уровне.

Гены, которые определили форму конечностей

Ключевую роль в этом процессе сыграли гены Hox — своего рода биологический чертёж организма. Они отвечают за то, где и как формируются части тела. Именно эти гены зафиксировали пятипалую структуру у ранних тетраподов и передали её следующим поколениям.

Сегодня более 99% наземных позвоночных сохраняют этот костный план. Даже у животных с плавниками или крыльями — китов, тюленей, летучих мышей — внутри скрыта та же пятипалая основа. Любопытно, что эмбрионы лошадей и птиц сначала формируют пять пальцев, а уже затем они преобразуются в копыта или сокращённое число пальцев.

Отклонения тоже встречаются. Примерно один человек из 500-1000 рождается с дополнительными пальцами — это состояние известно как полидактилия и связано с повышенной активностью гена sonic hedgehog.

От плавников к пальцам

Долгое время происхождение пальцев оставалось загадкой, пока в 2016 году команда учёных из Чикагского университета не установила прямую связь между рыбьими плавниками и конечностями тетраподов. В исследовании участвовал и Накамура.

Учёные изучали эмбрионы лучепёрых рыб, таких как данио, и с помощью технологии CRISPR-Cas удаляли гены Hox. Сравнение результатов с развитием мышей показало поразительное сходство.

"Мы обнаружили, что наши пальцы и рыбьи плавники используют одни и те же гены Hox и их функции для развития", — говорит Накамура.

Подобные открытия дополняют общую линию исследований, которые помогают понять путь от древних организмов к человеку, включая находки вроде знаменитой "Люси", изменившие представления об эволюции наших предков. Это означает, что лучи плавников и пальцы имеют общее генетическое происхождение, несмотря на внешние различия.

Эволюционные находки, изменившие тело

Пальцы — лишь одна из "инноваций", доставшихся нам от рыб. Задние конечности произошли от тазовых плавников, а плечевой пояс — от жаберных дуг.

"Хотя у рыб нет шеи", — говорит Накамура, — "каким-то образом в ходе эволюции люди отделяли черепную кость от плечевого пояса, создавая пространство на шее."

Такие изменения позволили позвоночным лучше адаптироваться к жизни на суше, расширив возможности движения и ориентации.

В итоге число пять оказалось не случайным выбором, а результатом древнего и успешного эволюционного решения. Оно настолько прочно закрепилось, что стало почти универсальным — и даже вдохновило детские стишки, напоминая о нашем далёком рыбьем прошлом.