¿Por qué tenemos 5 dedos?

Sociedad

Es suficiente con mirarse las manos o los pies para comprobar un hecho obvio: salvo mutaciones, malformaciones o accidentes, los humanos tenemos 5 dedos en todos y cada extremidad, condición famosa como pentadactilia, un rasgo que compartimos con muchos otros mamíferos: primates, osos, félidos, cánidos —en sus patas delanteras—, elefantes —en las traseras—, pangolines… aun se da la curiosidad de que animales con las extremidades muy cambiadas por la evolución, como las ballenas o los murceguillos, tienen 5 dedos.

Hay mamíferos con menos dedos, lógicamente. Cánidos y félidos tienen 4 en sus patas traseras; asimismo los cerdos y cerdos salvajes. Los rinocerontes tienen 3 dedos; corzos y vacas, camellos y llamas tienen dos; y los caballos solo tienen un dedo.

Además de los mamíferos, asimismo hallamos un fantasma en el número de dedos; las aves en general tienen uno o dos dedos en las alas —aunque los hay con 3, como el hoatzin—, y entre dos y 4 en las patas traseras; las ranas cuentan con 4 dedos en las patas delanteras y 5 en las traseras, al tiempo que lagartos y cocodrilos tienen 5 dedos en todas y cada una de las extremidades, como .

Mas esta variabilidad tiene truco. Realmente, todos y cada uno de los embriones de tetrápodos tienen 5 dedos, aun los de los caballos. Aquellos que presentan un número menor es pues, a lo largo del desarrollo embrionario, los dedos se han ido fusionando y reduciendo. La reducción del número de dedos es un truco evolutivo, resultado de adaptaciones de diferentes conjuntos de animales a diferentes ambientes y condiciones. Mas el patrón original para todos y cada uno de los tetrápodos son 5 dedos.

Los humanos tenemos 5 dedos, rasgo marcado en el patrón anatómico básico de los tetrápodos – Suriyapong/iStock

El antepasado pentadáctilo

Todos y cada uno de los tetrápodos actuales descienden de un mismo antepasado común. Un animal, afín a una salamandra o un tritón modernos, que vivió en algún instante del periodo Carbonífero, hace entre trescientos treinta y trescientos cuarenta y cinco millones de años. Un familiar del género fósil Eucritta, que ya tenía el rasgo de los 5 dedos. Todos y cada uno de los descendientes de este organismo comparten el rasgo de la pentadactilia. Mas ya antes no era así.
Los primeros peces de aletas lobuladas salieron del agua a lo largo del periodo Devónico, hace unos trescientos setenta y cinco millones de años, con Tiktaalik como primordial representante. Estos antepasados de los tetrápodos empezaron a desarrollar dedos en sus aletas, mas al comienzo, el número de dedos era muy variable. 3 de los géneros más representativos de tetrápodos primitivos, que vivieron hace entre trescientos sesenta y trescientos setenta millones de años, son Acanthostega, con 8 dedos en todos y cada pata; Ichtyostega, con siete; y Tulerpeton, con 6.

En algún instante del proceso evolutivo, un tetrápodo desarrolló patas con 5 dedos, y tal como ha sucedido en otros muchos casos, ese rasgo resultó ser el más capaz, el más conveniente para subsistir en aquel entorno. Los estirpes con un número de dedos diferente de 5 se extinguieron, y de aquellos primeros tetrápodos pentadáctilos descenderían, con el paso de los eones, toda la pluralidad de anfibios, reptiles y mamíferos modernos.

Los murceguillos asimismo tienen 5 dedos en las alas – Passakorn/iStock

Un rasgo genéticamente determinado

Es posible que tener 5 dedos sea un rasgo preservado en los tetrápodos durante cientos y cientos de millones de años, mas como todo carácter evolutivo, tiene un origen genético. La biología evolutiva del desarrollo, o evo-devo, es la rama de la ciencia que se ocupa del estudio de las relaciones evolutivas entre diferentes 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, asimismo llamados genes Hox. Su función es regular y supervisar la expresión de otros genes a lo largo del proceso del desarrollo embrionario y en la organización de las diferentes unas partes del cuerpo. Son genes excepcionalmente preservados, presentes en prácticamente todos los animales, y los responsables de que el patrón anatómico básico de todos y cada uno de los tetrápodos modernos sea pentadáctilo.
Como descubrió en dos mil catorce un conjunto de investigación dirigido por Jelena Raspopovic, del Centro de Regulación Genómica de Barna (España), a lo largo del 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 mil novecientos cincuenta y dos su única contribución científica a la biología, que explicaba de qué forma, a través de la interacción de dos moléculas, se podían desarrollar patrones en forma de máculas o rayas. Este proceso, que está tras los patrones de color de múltiples animales, es asimismo el responsable del desarrollo de los dedos, y de la determinación genética de que sean 5 y no más.

Esquema ilustrativo del patrón autoorganizativo de Turing en el desarrollo de los dedos – (Raspopovic et al., dos mil catorce)

En el lóbulo embrionario que más tarde va a dar sitio a una mano (o a un pie), la combinación de estos genes Hox y otros factores de desarrollo desarrollan un patrón bandeado. 5 rayas que recorren el lóbulo, paralelas, desde las cuales van medrando cada uno de ellos de los 5 dedos. En animales con menor número de dedos, hay otros genes participantes del desarrollo embrionario que entran en juego a posteriori, ocasionando que ciertos de esos dedos se fusionen o se reabsorban. Y los casos de polidactilia —personas que presentan más de 5 dedos en alguna o en sus extremidades—, acostumbran a generarse por mutaciones o por perturbaciones sucedidas en etapas tempranas del desarrollo embrionario.

5 dedos: el patrón perfecto

Causas genéticas al lado, que el número de dedos sea de 5 en el patrón anatómico básico de todos y cada uno de los vertebrados terrestres modernos es una incesante evolutiva. Aquel antepasado común de los tetrápodos, que tenía 5 dedos, resultó ser el más capaz, y su estirpe subsistió, donde otros se extinguieron.

En el entorno en que se desarrollaron estos animales, resultó que 5 dedos eran suficientes mas no demasiados. Probablemente más dedos implicaba un gasto energético extra superfluo, 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, mas el azar de la alteración genética jamás llegó a generar, por lo que la evolución no pudo probarlo.

Al final, el único motivo por el que tenemos 5 dedos es exactamente el mismo por el que los caballos han perdido cuatro: es el rasgo que da mayor destreza de todas y cada una de las posibles alteraciones que se han podido probar, durante la historia de la evolución. Tenemos 5 dedos, por el hecho de que la selección natural establece que es el mejor número de dedos para nuestro entorno y nuestro comportamiento, con base en nuestra historia evolutiva, por lo menos, de todas y cada una de las posibles variaciones que hayan podido acontecer.

Referencias:

  • Galis, F. et al. dos mil uno. Why five fingers? Evolutionary constraints on digit numbers. Trends in Ecology & Evolution, dieciseis(once), seiscientos treinta y siete-seiscientos cuarenta y seis. DOI: 10.1016/S0169-5347(uno)02289-tres
  • Kavanagh, K. D. et al. dos mil veinte. Evidence of five digits in embryonic horses and developmental stabilization of tetrapod digit number. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, doscientos ochenta y siete(mil novecientos veinte), veinte ciento noventa y dos mil setecientos cincuenta y seis. DOI: 10.1098/rspb.2019.2756
  • Laurin, M. et al. dos mil. Early tetrapod evolution. Trends in Ecology & Evolution, quince(tres), ciento dieciocho-ciento veintitres. DOI: 10.1016/S0169-5347(noventa y nueve)01780-dos
  • Raspopovic, J. et al. dos mil catorce. Digit patterning is controlled by a Bmp-Sox9-Wnt Turing network modulated by morphogen gradients. Science, trescientos cuarenta y cinco(seis mil ciento noventa y seis), quinientos sesenta y seis-quinientos setenta. DOI: 10.1126/science.1252960
  • Turing, A. M. mil novecientos cincuenta y dos. The chemical basis of morphogenesis. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences, doscientos treinta y siete(seiscientos cuarenta y uno), treinta y siete-setenta y dos. DOI: 10.1098/rstb.1952.0012

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