De ce cele mai multe mamifere au câte 5 degete

Cele mai multe mamifere au câte 5 degete, sub o formă sau alta. Întrebarea simplă „de ce cinci” i-a intrigat pe oamenii de știință din mai multe domenii, iar răspunsul nu este încă pe deplin clar.

Dacă vă uitați la labele unei pisici, ale unui câine sau chiar ale unui cangur, veți observa că acestea au ceva în comun cu mâinile noastre. Chiar dacă unele ar putea fi micșorate sau poziționate diferit, toate aceste mamifere au 5 degete. De ce împărtășim acest model cu prietenii noștri blănoși, chiar dacă am evoluat în condiții diferite?

De ce au mamiferele câte 5 degete

Pentru a răspunde la întrebarea de ce mamiferele au 5 degete, trebuie mai întâi să înțelegem de ce vertebratele tetrapode (în greacă, „cu patru picioare”) au 5 degete.

Mamiferele fac parte din superclasa Tetrapoda, care include și reptilele, amfibienii și păsările. Chiar și membrii acestui grup fără membre tradiționale au cinci degete în schelet – balenele, focile și leii de mare au cinci degete în înotătoare – chiar dacă au patru sau mai puține degete la membrele inferioare.^[sursa]

Există unele variații: Caii au doar un singur deget de la picior, iar păsările au un os al degetului fuzionat la capătul aripii. Cu toate acestea, oamenii de știință au descoperit că aceste animale încep să aibă până la cinci degete în calitate de embrioni, dar acestea se micșorează înainte de a se naște.

Acest proces este dictat în mare parte de genele Hox, a declarat Thomas Stewart, biolog evoluționist la Universitatea Penn State. Genele Hox codifică proteine care ajută la reglarea activității altor gene, activându-le sau dezactivându-le. Acestea ajută 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 fac acest lucru ajutând la controlul proteinelor create de gena ariciului Sonic (da, acesta este numele real, precum celebrul personaj de desene animate) să se activeze și să se blocheze reciproc în timp ce creează țesuturi.

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

Nu există o explicaţie definitivă

Nimeni nu este sigur când a evoluat pentru prima dată acest sistem cu 5 degete. Primele animale cunoscute care au dezvoltat degete au evoluat din pești în urmă cu aproximativ 360 de milioane de ani și aveau până la opt degete, a precizat Stewart. Cu toate acestea, existența organismului cu 5 degete la majoritatea tetrapodelor vii indică faptul că această trăsătură este probabil o „omologie” – o genă sau o structură care este împărtășită între organisme deoarece au un strămoș comun. Strămoșul comun al tuturor tetrapodelor vii trebuie să fi evoluat cumva pentru a avea 5 degete și a transmis acest model descendenților săi.

Un strămoș comun explică modul în care mamiferele au ajuns să aibă 5 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 probabilă de a suferi mutații. Stewart a dat exemplul vertebrelor cervicale, sau ale gâtului: mamiferele au aproape întotdeauna șapte vertebre de acest tip, chiar dacă acest număr nu pare să ofere un avantaj deosebit. Dacă numărul a funcționat timp de milioane de ani, nu există niciun motiv pentru a-l schimba, potrivit acestei teorii.

Cu toate acestea, nu toți cercetătorii sunt de acord cu ideea canalizării. Kimberly Cooper, genetician specializat în genetica dezvoltării evolutive la Universitatea din California, San Diego, subliniază că polidactilia, sau faptul de a avea mai mult de 5 degete, apare ca o mutație la multe mamifere, inclusiv la oameni. Există mai multe mutații care pot cauza polidactilia, dar un studiu recent publicat în revista Nature a descoperit că aceasta poate apărea prin mutația unei singure nucleotide în gena ariciului Sonic.^[sursa]

„Dacă este atât de ușor, de ce nu există specii polidactile?”, a întrebat Cooper. Ea a susținut că trebuie să fie din cauză că polidactilia este un dezavantaj evolutiv. Unii speculează că ar putea fi din cauza legăturii dintre gene: pe măsură ce genele evoluează de-a lungul a milioane 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, deocamdată, nimeni nu a oferit dovezi concrete, a mai declarat Thomas Stewart.

„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. Dar este o problemă foarte profundă. Asta face ca [acest domeniu] să fie foarte interesant.”, a mai spus profesorul Stewart.