Se osservi le zampe di un gatto, di un cane o anche di un canguro, noterai che hanno qualcosa in comune con le nostre mani. Anche se alcuni potrebbero essere rimpiccioliti o posizionati diversamente, tutti questi mammiferi hanno cinque dita. Perché condividiamo questo schema con i nostri amici pelosi, anche se ci siamo evoluti in condizioni diverse?
I mammiferi appartengono alla superclasse Tetrapoda
Per rispondere alla domanda sul perché i mammiferi hanno cinque dita, dobbiamo prima capire perché i vertebrati tetrapodi (dal greco “a quattro zampe”) hanno cinque dita. I mammiferi appartengono alla superclasse Tetrapoda, che comprende anche rettili, anfibi e uccelli.
Anche i membri di questo gruppo senza arti tradizionali hanno cinque dita nello scheletro – balene, foche e leoni marini hanno cinque dita nelle pinne – anche se hanno quattro o meno dita dei piedi.
C’è qualche variazione: i cavalli hanno un solo dito e gli uccelli hanno un osso fuso all’estremità dell’ala. Tuttavia, gli scienziati hanno scoperto che questi animali iniziano con cinque dita come embrioni, ma si rimpiccioliscono prima della nascita.
Questo processo è dettato in gran parte dai geni Hox, ha detto Thomas Stewar , un biologo evoluzionista della Penn State. I geni Hox codificano proteine che aiutano a regolare l’attività di altri geni, attivandoli o disattivandoli.
Aiutano a garantire che le parti del corpo finiscano nella loro posizione corretta nel corpo di un animale, mentre si sviluppa da un embrione. In quanto tali, sono coinvolti nel dettare il modello scheletrico dei tetrapodi e lo fanno aiutando a controllare le proteine create dal gene Sonic Hedgehog (sì, questo è il vero nome ) per attivarsi e bloccarsi a vicenda durante la creazione dei tessuti.
Attraverso questo processo crescono le dita. A seconda del tipo di animale, questi germogli potrebbero continuare a crescere o riassorbirsi. Quindi, le cellule attorno a dove dovrebbero essere le dita muoiono, creando cifre separate. Il modo esatto in cui ciò avviene è “certamente un problema piuttosto complicato”, ha detto Stewart. I dettagli variano a seconda dello scienziato a cui chiedi.
Nessuno è sicuro di quando si sia evoluto per la prima volta questo piano a cinque dita. I primi animali conosciuti a sviluppare le dita si sono evoluti dai pesci circa 360 milioni di anni fa e avevano fino a otto dita , ha detto Stewart.
L’esistenza del piano a cinque dita nella maggior parte dei tetrapodi viventi indica che il tratto è probabilmente una “omologia” – un gene o una struttura condivisa tra gli organismi perché hanno un antenato comune. L’antenato comune di tutti i tetrapodi viventi deve essersi in qualche modo evoluto per avere cinque dita e aver trasmesso questo modello ai suoi discendenti.
Un antenato comune spiega come i mammiferi avessero cinque dita, ma non ci dice il perché. Una teoria è la canalizzazione: l’idea che nel tempo un gene o un tratto diventa più stabile e ha meno probabilità di mutare.
Stewart ha fatto l’esempio delle vertebre cervicali, o del collo: i mammiferi hanno quasi sempre sette di queste vertebre, anche se quel numero non sembra offrire un vantaggio particolare. Se il numero funziona da milioni di anni, secondo questa teoria non c’è motivo di cambiarlo.
non tutti i ricercatori sono d’accordo con l’idea della canalizzazione. Kimberly Cooper , genetista dello sviluppo evolutivo presso l’Università della California, a San Diego, sottolinea che la polidattilia, ovvero avere più di cinque dita, si presenta come una mutazione in molti mammiferi, compreso l’uomo.
Esistono molteplici mutazioni che possono causare polidattilia, ma un recente studio pubblicato sulla rivista Nature ha scoperto che può verificarsi attraverso la mutazione di un solo nucleotide nel gene del riccio sonico.
“Se è così facile”, ha chiesto Cooper, “perché non esistono specie di polidattili?” Ha sostenuto che deve essere perché la polidattilia è uno svantaggio evolutivo. Alcuni ipotizzano che potrebbe essere dovuto al collegamento genetico: man mano che i geni si evolvono nel corso di milioni di anni, alcuni si collegano, il che significa che la modifica di un gene (la quantità di dita) potrebbe portare ad altri problemi di salute più seri. Ma fino ad ora nessuno ha offerto prove concrete, ha detto Stewart a WordsSideKick.com.
“Possiamo porre una domanda molto semplice sul perché non vediamo più di cinque dita, e sembra che dovremmo arrivare a una risposta semplice”, ha detto. “Ma è un problema davvero profondo. Ciò rende questo campo davvero entusiasmante.”
