¿Por qué tenemos cinco dedos?
El patrón corporal básico de todos los tetrápodos es pentadáctilo, y como suele pasar en biología, la causa subyacente es evolutiva.
Basta con mirarse las manos o los pies para constatar un hecho obvio: salvo mutaciones, malformaciones o accidentes, los seres humanos tenemos cinco dedos en cada extremidad, condición conocida como pentadactilia, un rasgo que compartimos con otros muchos mamíferos: primates, osos, félidos, cánidos —en sus patas delanteras—, elefantes —en las traseras—, pangolines… incluso se da la curiosidad de que animales con las extremidades muy modificadas por la evolución, como las ballenas o los murciélagos, tienen cinco dedos.
Hay mamíferos con menos dedos, por supuesto. Cánidos y félidos tienen cuatro en sus patas traseras; también los cerdos y jabalíes. Los rinocerontes tienen tres dedos; ciervos y vacas, camellos y llamas tienen dos; y los caballos solo tienen un dedo.
Aparte de los mamíferos, también encontramos un espectro en el número de dedos; las aves normalmente tienen uno o dos dedos en las alas —aunque los hay con tres, como el hoatzin—, y entre dos y cuatro en las patas traseras; las ranas cuentan con cuatro dedos en las patas delanteras y cinco en las traseras, mientras que lagartos y cocodrilos tienen cinco dedos en todas las extremidades, como nosotros.
Pero esta variabilidad tiene truco. En realidad, todos los embriones de tetrápodos tienen cinco dedos, incluso los de los caballos. Aquellos que presentan un número menor es porque, durante el desarrollo embrionario, los dedos se han ido fusionando y reduciendo. La reducción del número de dedos es un truco evolutivo, resultado de adaptaciones de distintos grupos de animales a diferentes entornos y condiciones. Pero el patrón original para todos los tetrápodos son cinco dedos.
Los humanos tenemos cinco dedos, rasgo marcado en el patrón corporal básico de los tetrápodos - Suriyapong/iStock
El ancestro pentadáctilo
Todos los tetrápodos actuales descienden de un mismo ancestro común. Un animal, similar a una salamandra o un tritón modernos, que vivió en algún momento del período Carbonífero, hace entre 330 y 345 millones de años. Un pariente del género fósil Eucritta, que ya tenía el rasgo de los cinco dedos. Todos los descendientes de este organismo comparten el rasgo de la pentadactilia. Pero antes no era así.
Los primeros peces de aletas lobuladas salieron del agua durante el período Devónico, hace unos 375 millones de años, con Tiktaalik como principal representante. Estos ancestros de los tetrápodos comenzaron a desarrollar dedos en sus aletas, pero al principio, el número de dedos era muy variable. Tres de los géneros más representativos de tetrápodos primitivos, que vivieron hace entre 360 y 370 millones de años, son Acanthostega, con ocho dedos en cada pata; Ichtyostega, con siete; y Tulerpeton, con seis.
En algún momento del proceso evolutivo, un tetrápodo desarrolló patas con cinco dedos, y tal y como ha sucedido en muchos otros casos, ese rasgo resultó ser el más apto, el más adecuado para sobrevivir en aquel ambiente. Los linajes con un número de dedos distinto de cinco se extinguieron, y de aquellos primeros tetrápodos pentadáctilos descenderían, con el paso de los eones, toda la variedad de anfibios, reptiles y mamíferos modernos.
Los murciélagos también tienen cinco dedos en las alas - Passakorn/iStock
Un rasgo genéticamente determinado
Puede que tener cinco dedos sea un rasgo conservado en los tetrápodos a lo largo de cientos de millones de años, pero como todo carácter evolutivo, tiene un origen genético. La biología evolutiva del desarrollo, o evo-devo, es la rama de la ciencia que se encarga del estudio de las relaciones evolutivas entre distintos seres vivos a través del análisis del desarrollo embrionario.
Una de las mayores revoluciones en el evo-devo fue el descubrimiento de los genes homeóticos, también llamados genes Hox. Su función es regular y controlar la expresión de otros genes durante el proceso del desarrollo embrionario y en la organización de las distintas partes del cuerpo. Son genes extraordinariamente conservados, presentes en casi todos los animales, y los responsables de que el patrón corporal básico de todos los tetrápodos modernos sea pentadáctilo.
Tal y como descubrió en 2014 un grupo de investigación liderado por Jelena Raspopovic, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona (España), durante el desarrollo embrionario, los genes Hox —específicamente, el Hoxd13 y el Sox9— se activan en un proceso conocido como mecanismo autoorganizado de Turing. El conocido matemático, padre de la computación, hizo en 1952 su única contribución científica a la biología, que explicaba cómo, mediante la interacción de dos moléculas, se podían desarrollar patrones en forma de manchas o rayas. Este proceso, que está tras los patrones de color de múltiples animales, es también el responsable del desarrollo de los dedos, y de la determinación genética de que sean cinco y no más.
Esquema ilustrativo del patrón autoorganizativo de Turing en el desarrollo de los dedos - (Raspopovic et al., 2014)
En el lóbulo embrionario que posteriormente dará lugar a una mano (o a un pie), la combinación de estos genes Hox y otros factores de crecimiento desarrollan un patrón bandeado. Cinco rayas que recorren el lóbulo, paralelas, a partir de las cuales van creciendo cada uno de los cinco dedos. En animales con menor número de dedos, hay otros genes participantes del desarrollo embrionario que entran en juego a posteriori, causando que algunos de esos dedos se fusionen o se reabsorban. Y los casos de polidactilia —personas que presentan más de cinco dedos en alguna o en todas sus extremidades—, suelen producirse por mutaciones o por alteraciones sucedidas en etapas tempranas del desarrollo embrionario.
Cinco dedos: el patrón óptimo
Causas genéticas al margen, que el número de dedos sea de cinco en el patrón corporal básico de todos los vertebrados terrestres modernos es una constante evolutiva. Aquel ancestro común de los tetrápodos, que tenía cinco dedos, resultó ser el más apto, y su linaje sobrevivió, donde otros se extinguieron.
En el ambiente en que se desarrollaron estos animales, resultó que cinco dedos eran suficientes pero no demasiados. Seguramente más dedos implicaba un gasto energético extra innecesario, o una capacidad motora peor. Tal vez tener menos dedos lo hacía más torpe para una forma de vida anfibia. O tal vez pudo haber alguna solución mejor, pero el azar de la variación genética nunca llegó a producir, por lo que la evolución no pudo ponerlo a prueba.
Al final, el único motivo por el que tenemos cinco dedos es el mismo por el que los caballos han perdido cuatro: es el rasgo que proporciona mayor aptitud de todas las posibles variaciones que se han podido probar, a lo largo de la historia de la evolución. Tenemos cinco dedos, porque la selección natural establece que es el mejor número de dedos para nuestro ambiente y nuestro comportamiento, con base en nuestra historia evolutiva, al menos, de todas las posibles variantes que hayan podido suceder.
Referencias:
- Galis, F. et al. 2001. Why five fingers? Evolutionary constraints on digit numbers. Trends in Ecology & Evolution, 16(11), 637-646. DOI: 10.1016/S0169-5347(01)02289-3
- Kavanagh, K. D. et al. 2020. Evidence of five digits in embryonic horses and developmental stabilization of tetrapod digit number. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 287(1920), 20192756. DOI: 10.1098/rspb.2019.2756
- Laurin, M. et al. 2000. Early tetrapod evolution. Trends in Ecology & Evolution, 15(3), 118-123. DOI: 10.1016/S0169-5347(99)01780-2
- Raspopovic, J. et al. 2014. Digit patterning is controlled by a Bmp-Sox9-Wnt Turing network modulated by morphogen gradients. Science, 345(6196), 566-570. DOI: 10.1126/science.1252960
- Turing, A. M. 1952. The chemical basis of morphogenesis. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, 237(641), 37-72. DOI: 10.1098/rstb.1952.0012
La ventana a un mundo en constante cambio
Muy Interesante
Recibe nuestra revista en tu casa desde 39 euros al año
Suscríbete