Po staletí se lidé divili, proč se nám přirozeně vyvíjí pět prstů na každé ruce a noze. Říkanka „To prasátko“ nám tuto základní biologickou vlastnost hravě připomene, ale skutečný důvod leží hluboko v naší evoluční historii. Vědci nyní mají jasnější představu o tom, jak tento pětiprstý design vznikl, přičemž jeho kořeny sahají až k našim dávným rybím předkům.
Od ploutví k prstům: Hluboké kořeny čtyřhrotých končetin
Asi před 360 miliony let, během devonského období, se ryby začaly přesouvat na pevninu. Tito raní tetrapodi – první čtyřnozí obratlovci – měli původně končetiny s osmi prsty. Postupem času však evoluce upřednostňovala efektivnější strukturu, která se usadila na pěti prstech na končetině. Nebyla to náhoda: bylo to geneticky zakódováno v Hox genech, hlavních kontrolních genech, které určují vývoj tělesného plánu.
Klíčová věc je, že pětiprstá struktura není libovolný design, ale hluboce konzervovaná vlastnost zděděná od našich vodních předků. Dnes má více než 99 % suchozemských obratlovců stejnou pětiprstou kostní strukturu. Dokonce i mořští savci, jako jsou tuleni a velryby, si ve svých ploutvích uchovávají kosterní základ pro pět číslic, zatímco u ptačích embryí se dočasně vyvine pět číslic, než se usadí na kopytech nebo na méně prstech.
Genetický plán: Jak se z rybích ploutví staly prsty
Nedávný výzkum, včetně toho, který vedl Tetsuya Nakamura z Rutgers University, identifikoval genetickou souvislost mezi paprsky rybích ploutví a našimi prsty. Pomocí technologie úpravy genů CRISPR-Cas vědci změnili DNA paprskoploutvých ryb, jako jsou zebřičky, a porovnali jejich embryonální vývoj s vývojem myší.
Zjistili, že stejné geny Hox zodpovědné za vývoj ploutvových paprsků u ryb také regulují tvorbu prstů u savců. To znamená, že se naše prsty neobjevily z ničeho nic; vyvinuli se z existujících struktur v rybách, přeměněných v průběhu milionů let. Proces zahrnoval přeměnu paprsků ploutví na číslice vhodné pro pozemský pohyb a manipulaci.
Evoluční inovace: Za prsty na rukou a nohou
Vzor s pěti prsty není jediným dědictvím naší vodní minulosti. Ostatní rysy obratlovců mají podobný původ. Například zadní končetiny suchozemských zvířat se vyvinuly z pánevních ploutví lalokoploutvých ryb a ramenní pletence se vyvinuly z žaberních oblouků ryb. Dokonce i lidský krk, struktura, která se u ryb nenachází, vznikla oddělením lebeční kosti od ramenního pletence, což umožnilo nezávislý pohyb hlavy.
Tyto adaptace jsou příklady evoluční inovace: přeměna stávajících struktur pro nové funkce. V případě prstů na rukou a nohou byly paprsky rybích ploutví postupem času upraveny do všestrannějších číslic, které dnes používáme.
Co zůstává neznámo
Přes tyto průlomy zůstávají přesné důvody, proč se evoluce zastavila na pěti prstech, nejasné. Některé vzácné genetické mutace, jako je polydaktylie (další prsty na rukou nebo nohou), naznačují, že jsou možné alternativní konfigurace. Pětiprstý design však zůstal zachován díky účinnosti v pozemském prostředí.
Tato oblast rychle postupuje s vylepšenými nástroji pro úpravu genů, jako je CRISPR-Cas9, což slibuje další poznatky o mechanismech, které formovaly naše končetiny. Příběh pěti prstů na rukou a nohou zatím slouží jako silná připomínka našeho hlubokého spojení s minulostí oceánu.
