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人类为何只有十根手指?

人为什么只有十根手指?十斗等于1升,十升等于1弹,这是古人测量收场的主要手段。后来为了公平又逐渐以金两计算。古物无论是容量还是质量的计算,都是以十进制计数,也就是我们通常所说的逢时进一。看过周易的小伙伴应该知道,八卦是以二进制为基础加以推演。为什么二进制没有被延续,反而最终使用十进制?当然是因为人类天然对二进制的理解不如十进制。

例如当你看到二进制数字1010的时候,你会瞬间想起它的数量吗?这时候就需要将其转换为十进制,也就是数字十。在十进制下,无论是什么事物,你都会瞬间想到它的规模。其实最大的原因就是你有十根手指,利用手指计算是人类的本能,这就逐渐在人类的大脑中形成了肌肉记忆,这也就是为什么你能在第一时间想到十进制数字带来的规模效应。

手指进化相关配图

胚胎手指形成的“雕刻过程”

这就到了今天使其要手的话题,为什么人类只有五根手指,双手十根手指?2023年自然杂志上发表了一份名为a human aniin space and time的文章,主要是绘制了一份胚胎肢体细胞图谱,说人话就是给出了一份在胚胎时期人的肢体生长过程的主要图谱。这项研究呢来自中山大学张洪波团队和威康桑格研究所萨入泰团队。在人类胚胎时期手指形成的第九周到第九周,标注了这期间活跃的67个不同的细胞组素,跟踪他们在人类肢体形成过程中的变化,最终发现人类的手指并不是像树木发芽那一样生长出来,而是一个雕刻的过程。

也就是大家的手最初都拥有和哆啦A梦一样可爱的小拳拳,或者说更像是鸭掌。然而,在诸多基因主导下,指尖的细胞开始有序凋亡,最终逐渐形成手指。其中Hox基因便是控制手指数量的基因,它同时还控制了人体各个器官定位以及排序。要不说中于厉害,早在几千年之前,终于就将手指和体内的器官联系在了一起。当然了,现在的经脉穴位还在研究过程中,也许终于手上的经脉图就是上帝创造人类的时光图纸吧。

进化视角下的五指起源

事实上所有的灵长类动物都是有五根手指,当然这也并非特例,很多哺乳动物只是因为没有分别鲜明的手和脚,它们的四肢末端也一样是五个分支,例如二哈,这些分支在生物学上被统称为无指型腹肢。按照进化学说的观点来说,灵长类动物作为有脊椎动物的一种,而先从大量的有脊椎动物都是拥有无指型腹肢的,这也就意味着灵长类动物在拥有高度发达的大脑之前就已经拥有无指形腹肢了。所以要研究人类为什么有十根手指,就等同于搞明白脊椎动物为什么会出现五指。脊椎动物作为生物进化史上的分水岭,要搞明白它为什么拥有无指,就要追溯到大海里面那只有梦想的咸鱼身上去。随着人类不断的挖掘,大量从鱼类到四肢动物的中间过渡性化石逐渐进入大众视野。肉鳍鱼类身上的凶鳍、附鳍和4足结构得到了形态学、发育生物学以及分子生物学的知识。例如飞鱼身上的凶鳍就和人类的手臂拥有大致相同的解剖结构,并且其胸鳍末端的七条和人类腕骨、掌骨以及指骨即便是在形形态和关节结构上略有不同,却在基因表达模式和调控机制上都有非常相似,并且在胚胎发育早期同样是受到Hox 13基因的控制。

但是学界对这样的推测依旧保持怀疑态度,因为古生物学家在距今的4.2至3.6亿年前的岩层中,没能找到介于凶鳍和哺乳动物指骨之间的过渡形态。但是这些对这些化石的研究也并非一无所获。学者们很快发现,现代四足动物共同的祖先便是熔缘类,并且它们的软骨成骨存在轴前优先性,也就是靠近大拇指一侧的骨头会率先出现。北京大学史前生命与环境研究所高克勤教授所带领的团队对发现的214件标本进行了高精度ct体扫描和三维浆膜。其对象涵盖了熔原类的腕骨和齿骨,会发生骨化的所有化石窒息,同时也对已经灭绝的早期的爬行动物,如壳锥类、鳞片锥类、羊膜类进行了分析。研究发现腕骨和腹骨在内部存在不同的发育模式,也就是不再像之前被认为是一个整体筹钱优先性的发育模式,也并非熔猿类特有,在早期的四足动物身上普遍存在。并且这种发育模式和生存环境是无关的,很有可能是受到运动适应力的限制。在对众多个肢体发育的研究中发现,脚板出现的肢体结构由于不够茁壮,反而在进化的过程中容易丢失。也就是说爬行动物肢体上的植骨正是因为轴线优先性导致树木上的丢失,也就形成了从最开始的多指变成如今的五指结构,大家在洗脚的过程中就会发现,从拇指到小指大小会依次排列,并且小指的作用几乎是微乎其微。也就是说,小指也许正处于丢失的过程中。

进化论学说最重要的观点就是用尽废退,如果说手指或者说脚趾本身没有用处,那么也必然不会出现,又或者在生命漫长的演化长河中逐渐丢失。从两栖爬行类动物到灵长类动物,再到今天的人类,经过了亿万年的时光,如果无法直立行走,也必然无法进化出今天纤细灵活的手指。因此这一切都还要从能够直立行走开始说起,又或者说从脚趾的作用开始说起。可以从海洋来到陆地生活。首先指骨就应该有一定的支撑能力,那么自然是粗壮的腿和趾骨的支撑力更强,这也是最基本的要求,否则最初的两栖类动物是无法在距离海洋较远的地方活动。同时呢,指骨的数量也不能太多,数量越多也就意味着指骨越小。即便是在有支撑能力的情况下,也无法进行长距离的跋涉,甚至无法奔跑。在轴线优先性的促使下,由于奔跑对指骨的冲击力更大,相对弱小的指骨便会脱落,并在漫长的进化过程中丢失,直到从最初的多指骨到如今的五指,甚至马身上的一指。事实上,人类在长途跋涉和奔跑能力是相对要强于马的,当然这一能力也不能完全归于指骨的进化,和身体的其他部位也脱不开关系。而人类没有变成和马一样的意志,则正是因为直立,而并非依靠指骨来支撑身体,因为直立行走需要指骨来维持身体的平衡。正如我们前面提到的,或许数千年之后,人类的小指就很可能退化甚至消失。但是只要人类还需要直立行走,就需要趾骨的关节来平衡身体。如果人类失去了手指,那么手所能拥有的功能便只能是手掌的支撑功能了,甚至在这种情况下,手掌支撑的稳定性也会大打折扣。

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