Hé lộ lý do con người có 5 ngón tay, ngón chân mà không phải 6 hay 7 ngón
(Thị trường tài chính) - Theo kết quả nghiên cứu, ngón tay của chúng ta không phải phát minh hoàn toàn mới, mà là phiên bản nâng cấp của tia vây cá.
Con người sở hữu 5 ngón tay và 5 ngón chân trên mỗi chi, điều này thường được xem là hiển nhiên. Tuy nhiên, dưới góc nhìn khoa học, đây là kết quả của một quá trình tiến hóa kéo dài hàng trăm triệu năm, khởi nguồn từ những sinh vật sống dưới đáy đại dương. Năm ngón không phải sản phẩm của một “bản thiết kế hoàn hảo” ngay từ đầu, mà là cấu trúc được giữ lại sau quá trình sàng lọc nghiêm ngặt của tự nhiên.
Để lý giải cấu trúc bàn tay con người, các nhà khoa học cho rằng cần quay về thời điểm tổ tiên chung của loài người vẫn mang hình thái của cá cổ đại.
Khi tiến hóa “thử nghiệm” nhiều cấu trúc chi
Khoảng 360 triệu năm trước, trong kỷ Devon, Trái Đất chứng kiến một bước ngoặt quan trọng khi một số loài cá bắt đầu rời môi trường nước để thích nghi với đời sống trên cạn. Sự chuyển dịch này mở ra kỷ nguyên của động vật 4 chi.
Các bằng chứng hóa thạch cho thấy, trong giai đoạn đầu, cấu trúc chi của các sinh vật này rất đa dạng. Nhiều loài từng sở hữu 6, 7, thậm chí 8 ngón trên mỗi chi. Tuy nhiên, theo thời gian, những cấu trúc kém phù hợp với việc nâng đỡ cơ thể và di chuyển trên cạn dần biến mất.
Qua hàng triệu năm tiến hóa, chọn lọc tự nhiên giữ lại mô hình hiệu quả hơn cho các chức năng cơ bản như đứng vững, di chuyển và cầm nắm. Cấu trúc 5 ngón chứng tỏ tính ổn định và dần trở thành khuôn mẫu phổ biến ở các loài động vật có xương sống trên cạn. Từ đó, bàn tay 5 ngón được bảo tồn và lan truyền qua nhiều thế hệ.
Vai trò của gen trong việc “cố định” con số 5
Tiến sĩ Tetsuya Nakamura - Phó giáo sư Đại học Rutgers (Mỹ), cho biết mô hình 5 ngón đã được “ghi dấu” trong hệ gen Hox. Đây là nhóm gen đóng vai trò điều phối sự phát triển của phôi thai, chỉ đạo các tế bào hình thành tay, chân, đầu và cột sống theo đúng vị trí và trật tự.
Khi cấu trúc 5 ngón đã được xác lập và chứng minh hiệu quả qua thời gian dài, hệ gen này tiếp tục duy trì khuôn mẫu đó, giúp nó được truyền lại ổn định trong tiến trình tiến hóa.
Dấu vết đại dương trong cấu trúc cơ thể người
Một trong những bằng chứng rõ ràng cho nguồn gốc tiến hóa chung nằm ở sự tương đồng về cấu trúc giải phẫu giữa các loài. Dù là cánh dơi, vây cá voi, móng ngựa hay bàn tay con người, các chi này đều dựa trên một cấu trúc xương cơ bản gồm 5 ngón. Sự khác biệt chỉ nằm ở cách các cấu trúc đó biến đổi để phù hợp với chức năng và môi trường sống.
Năm 2016, nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Nakamura tại Đại học Chicago đã làm rõ mối liên hệ này thông qua công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR trên cá ngựa vằn. Kết quả cho thấy, tia vây của cá và ngón tay con người chịu sự điều khiển của cùng một nhóm gen Hox.
Phát hiện này cho thấy ngón tay con người không phải là một cấu trúc hoàn toàn mới, mà là dạng phát triển tiếp theo của tia vây cá. Khi tổ tiên chuyển sang môi trường trên cạn, những bộ phận sẵn có được tái cấu trúc để đảm nhiệm chức năng mới. Trong sinh học tiến hóa, hiện tượng này được gọi là đổi mới tiến hóa, tận dụng nền tảng cũ để thích nghi với điều kiện sống mới.
Không chỉ bàn tay và bàn chân
Dấu vết của tổ tiên loài cá không chỉ thể hiện ở cấu trúc 5 ngón. Đai vai của con người được cho là có nguồn gốc từ cung mang cá, bộ phận từng giữ vai trò hỗ trợ hô hấp. Đôi chân có mối liên hệ tiến hóa với vây bụng của các loài cá cổ đại.
Sự xuất hiện của chiếc cổ đánh dấu một bước chuyển quan trọng. Ở cá, phần đầu gắn liền với đai vai. Khi hộp sọ dần tách khỏi cấu trúc này, cổ hình thành, giúp tăng khả năng xoay đầu và mở rộng tầm quan sát.
Ngày nay, di sản di truyền cổ xưa vẫn để lại dấu ấn trong một số trường hợp đặc biệt. Một số trẻ em sinh ra có nhiều hơn 5 ngón tay hoặc ngón chân, hiện tượng liên quan đến gen Sonic hedgehog - yếu tố giữ vai trò điều hòa quan trọng trong quá trình hình thành chi.
