سوالی ساده که ذهن بسیاری از دانشمندان در رشته‌های مختلف را به خود مشغول کرده است: چرا پنج؟ ممکن است باورتان نشود، اما پاسخ دقیقی برای این پرسش وجود ندارد و همچنان در حال بررسی است.
وقتی به پنجه‌های گربه، سگ یا حتی کانگوروها نگاهی بیندازید، متوجه می‌شوید که یک ویژگی مشترک میان دستان ما و آنها وجود دارد: تمامی پستانداران به نوعی دارای پنج انگشت هستند. بنابراین، این سوال پیش می‌آید که با وجود اینکه فرگشت در میان پستانداران به شیوه‌های متفاوتی صورت گرفته، چطور همچنان الگوی مشابهی بین ما و آنها وجود دارد؟
برای درک اینکه چرا پستانداران به پنج انگشت دست یافته‌اند، ابتدا باید بدانیم که چهارپایان چگونه به این شکل در آمده‌اند. همه پستانداران به گروهی به نام تتراپودا تعلق دارند که شامل خزندگان، دوزیستان و پرندگان نیز می‌شود. جالب است که تمامی اعضای این گروه پنج انگشت دارند؛ حتی نهنگ‌ها، فوک‌ها و شیرهای دریایی دارای پنج انگشت در باله‌های خود هستند. البته بعضی از گونه‌ها مانند اسب‌ها و پرندگان تنها یک انگشت دارند، اما تحقیقات نشان می‌دهد که این موجودات در مراحل جنینی خود پنج انگشت دارند که با گذشت زمان قبل از تولد، این انگشت‌ها کوچک و سپس ناپدید می‌شوند.
این مکانیزم عمدتاً تحت تأثیر ژن‌های هاکس (Hox) قرار دارد. این ژن‌ها مسئول رمزگذاری پروتئین‌هایی هستند که فعالیت دیگر ژن‌ها را تنظیم می‌کنند و باعث روشن یا خاموش شدن آنها می‌شوند. ژن‌های هاکس به اطمینان از قرارگیری درست اعضای بدن در مکان‌های خود کمک می‌کنند. به این شکل، آنها در تعیین الگوی استخوانی چهارپایان مشارکت دارند و از طریق کنترل پروتئین‌های تولید شده توسط ژن‌های خاص، به فعال و غیرفعال کردن آنها به هنگام ایجاد بافت کمک می‌کنند.
از طریق این فرایند، انگشت‌ها شروع به رشد می‌کنند. بسته به نوع جانور، این انگشت‌ها ممکن است به رشد خود ادامه دهند یا دوباره جذب شوند. اما هنوز مشخص نیست که این فرایند چگونه دقیقاً کار می‌کند و این روند برای هر جاندار متفاوت است.
راز جد مشترک؟
هیچ کس به‌طور قطع نمی‌داند که این الگوی پنج انگشتی چه زمانی در فرگشت به‌وجود آمده است. اما نخستین موجوداتی که دارای انگشت بودند، حدود ۳۶۰ میلیون سال قبل از ماهی‌ها فرگشت یافته و تقریباً هشت انگشت داشتند. با این حال، وجود الگوی پنج انگشتی در اکثر چهارپایان زنده نشان می‌دهد که این ویژگی احتمالاً یک همسانی ژنتیکی یا ساختاری است که بین موجودات زنده مشترک است، زیرا آنها جد مشترکی دارند. جد مشترک تمامی چهارپایان زنده باید به شکلی فرگشت یافته باشد که پنج انگشت داشته باشد و این الگو را به نسل‌های آینده منتقل کرده باشد.
جد مشترک توضیحی مناسب برای چگونگی شکل‌گیری پنج انگشتی بودن پستانداران ارائه می‌دهد، اما دلیل آن را مشخص نمی‌کند. یکی از نظریه‌های موجود در این زمینه نظریه کانالیزه شدن نام دارد. طبق این نظریه، با گذشت زمان، ژن یا ویژگی خاصی به پایداری بیشتری دست پیدا می‌کند و احتمال وقوع جهش در آن کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، اگر به مهره‌های گردن پستانداران نگاه کنیم، تقریباً همه آنها همیشه هفت مهره گردن داشته‌اند، حتی اگر این تعداد به نظر مزیتی خاص نیاید. بر اساس این نظریه، اگر وجود هفت مهره برای گردن طی میلیون‌ها سال به خوبی کار کرده و مشکلی ایجاد نکرده، دلیلی برای تغییر آن وجود ندارد.
نظریه‌های جایگزین
با این حال، توافقی در تمامی محققان بر سر نظریه کانالیزه شدن وجود ندارد. کیمبرلی کوپر، متخصص ژنتیک تکاملی در دانشگاه سن‌دیگو، بیان می‌کند که وجود بیش از پنج انگشت که به عنوان پُرانگشتی یا پلی‌داکتیلی شناخته می‌شود، به‌عنوان یک جهش در بسیاری از پستانداران، از جمله انسان، وجود دارد.
انواع مختلفی از جهش‌ها می‌تواند منجر به ایجاد پلی‌داکتیلی شود، اما یک مطالعه جدید که در مجله نیچر منتشر گردید نشان می‌دهد که این جهش می‌تواند از طریق تنها یک نوکلئوتید در ژن اتفاق بیفتد؛ بنابراین برخی از محققان سوال می‌کنند که چرا گونه‌هایی از جانوران دارای پلی‌داکتیلی در طبیعت وجود ندارد؟
در پاسخ به این سوال، گفته می‌شود که پلی‌داکتیلی ممکن است یک نقطه ضعف در فرگشت باشد. برخی بر این باورند که این پدیده ممکن است به پیوند ژنتیکی مربوط شود. به معنای دیگر، با گذشت زمان و فرگشت ژن‌ها، برخی از ژن‌ها به هم مرتبط می‌شوند و به عنوان مثال، تغییر یک ژن در خصوص تعداد انگشت‌ها می‌تواند منجر به بروز مشکلات جدی‌تر در سلامت شود. اما در نهایت، هیچ‌یک از این استدلال‌ها نمی‌تواند توضیح دقیقی برای الگوی پنج انگشتی جانوران ارائه دهد.
شاید اگر سوال کنیم که چرا در میان پستانداران بیش از پنج انگشت نمی‌بینیم، به پاسخی ساده برسیم. اما در هر حال، این هنوز یکی از معماهای طبیعت است که کشف حقیقت آن می‌تواند بسیار هیجان‌انگیز باشد.