Почему у всех млекопитающих по пять пальцев на руках?

Если посмотреть на лапы кошки, собаки или даже кенгуру, то можно увидеть, что у них есть нечто общее с человеческой ладонью. Млекопитающие, в том числе и люди, всегда имеют по пять пальцев на руках. Портал livescience.com рассказал, почему.

Прежде чем разбираться в том, почему млекопитающие часто имеют пять пальцев, важно понимать, почему это явление распространено среди позвоночных четвероногих животных в принципе. Млекопитающие принадлежат к суперклассу тетраподов, куда также входят рептилии, амфибии и птицы. Даже члены этой группы, не имеющие традиционных конечностей, имеют по пять пальцев — в том числе киты, морские котики и тюлени. Их пальцы расположены на плавниках.

Стоит отметить, что это правило применимо и к тем животным, которые имеют четыре или меньше пальцев на ногах. Хотя есть и вариации. Например, у лошадей, технически, всего один палец на ноге, а пятый палец на концах крыльев птиц сращивается с другой костью. Но ученые обнаружили, что на стадии эмбриона даже эти животные имеют пять пальцев — просто они меняют форму на дальнейших этапах развития зародыша.

Данный процесс продиктован по большей части Нох-генами. Они кодируют протеины, ответственные за регуляцию активности других генов, как переключатели. Благодаря Нох-генам части тела находятся в правильных локациях на туловище животного по мере того, как оно вырастает из эмбриона. Они же отвечают за скелетный паттерн четвероногих при помощи контроля протеинов, созданных геном Sonic Hedgehog (да, он правда назван в честь Соника).

По мере взаимодействия протеинов формируются ростки пальцев. В зависимости от типа животного они либо продолжают расти, либо поглощаются организмом, после чего подключается целый ряд других клеточных процессов.

Никто не знает, когда именно появились пятипальцевые конечности. Первые известные животные, выработавшие пальцы, эволюционировали из рыб примерно 360 млн лет назад: они имели до восьми пальцев на руках. Однако существование распространенной пятипальцевой структуры намекает на гомологию — присутствие гена, общего для разных живых организмов. А это значит, что у них был общий предок. Иными словами, все ныне живущие четвероногие каким-то образом приобрели строение ладони в результате эволюции, после чего пять пальцев передались их потомкам.

Правда, есть один нюанс. Общий предок объясняет, как млекопитающие получили пять пальцев, но не говорит, почему это произошло. Некоторые ученые полагают, что дело в феномене канализации: со временем тот или иной ген может становиться все более стабильным и менее склонным к мутациям. Один из примеров этого феномена — шейные позвонки. Млекопитающие почти всегда имеют семь шейных позвонков, хотя это число не обеспечивает какого-либо преимущества.