“为什么是5”这个简单的问题一直困扰着来自多个领域的科学家，答案仍然不完全清楚。

如果你观察猫、狗甚至袋鼠的爪子，你会发现它们和我们的手有一些共同之处。即使有些可能萎缩或位置不同，所有这些哺乳动物都有五个手指。为什么我们会和这些毛茸茸的朋友分享这种模式，尽管我们是在不同的条件下进化的？

要回答哺乳动物为什么有五个手指的问题，我们首先必须理解为什么四足动物有五个手指。哺乳动物属于四足纲超纲，该纲还包括爬行动物、两栖动物和鸟类。即使是没有传统肢体的这个群体的成员，它们的骨骼上也有五个手指 —— 鲸鱼、海豹和海狮的鳍状肢有五个手指 —— 即使它们只有四个或更少的脚趾。

有一些变化：马只有一个脚趾，而鸟类在翅膀末端有一个融合的指骨。然而，科学家们发现，这些动物在胚胎时期就有多达五个手指，但在出生前就萎缩了。

宾夕法尼亚州立大学的进化生物学家托马斯·斯图尔特指出，这个过程在很大程度上是由Hox基因决定的。Hox基因编码的蛋白质有助于调节其他基因的活动，开启或关闭它们。当动物从胚胎发育时，它们有助于确保身体部位最终在动物体内的正确位置。因此，它们参与决定四足动物的骨骼模式，并通过帮助控制由音猬因子产生的蛋白质来激活和阻断彼此，从而形成组织。

通过这个过程，指芽生长；根据动物的类型，这些芽可以继续生长，也可以重新吸收。然后，手指周围的细胞死亡，创造出单独的手指。斯图尔特说，这到底是如何发生的，“诚然是一个相当复杂的问题”。具体细节取决于你问的是哪位科学家。

没有人知道这个五指计划是什么时候开始形成的。斯图尔特说，已知的第一种有手指的动物大约在3.6亿年前从鱼类进化而来，有多达8根手指。然而，在大多数现存的四足动物中存在的五指计划表明，这种特征可能是一种“同源性” —— 一种生物之间共享的基因或结构，因为它们有一个共同的祖先。所有现存四足动物的共同祖先一定以某种方式进化出了五指，并将这种模式传给了后代。

一个共同的祖先解释了哺乳动物是如何长出五指的，但它并没有告诉我们为什么。一种理论是渠化，即随着时间的推移，基因或特征变得更加稳定，不太可能发生突变。斯图尔特举了颈椎的例子：哺乳动物几乎总是有七块这样的椎骨，尽管这个数字似乎并没有什么特别的优势。根据这一理论，如果这个数字已经存在了数百万年，就没有理由改变它。

然而，并不是所有的研究人员都同意渠化的观点。加州大学圣地亚哥分校的进化发育遗传学家金伯利·库珀指出，多指畸形，即拥有超过五个手指，在包括人类在内的许多哺乳动物中都是一种突变。有多种突变可以导致多指畸形，但最近发表在《自然》杂志上的一项研究发现，多指畸形可以通过音猬基因中一个核苷酸的突变发生。

“如果这么简单，”库珀问道，“为什么多趾物种不存在呢？”她认为这一定是因为多指畸形是一种进化劣势。一些人推测这可能归结于基因连锁：随着基因进化了数百万年，一些基因变得相互关联，这意味着改变一个基因（手指的数量）可能会导致其他更严重的健康问题。但到目前为止，还没有人提供具体的证据。

进化生物学家托马斯·斯图尔特表示：“我们可以问一个非常简单的问题，为什么我们很少看到超过五个手指，似乎我们应该得到一个简单的答案。但这是一个非常深刻的问题。这使得（这个领域）非常令人兴奋。”

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