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2012-05-30 11:30:29 作者:整理 来源:化石网 浏览次数:1269 文字大小【】【】【

摘要: 多种脊椎动物的前肢——从蛙类到大象、从蝙蝠到人类——都暗藏同样的解剖学蓝图:五指连在腕部的一组骨头上,由两根骨头构成的前臂从腕部伸出,引向邻近肩部、只有一根长骨的上臂。   手,是心灵与世 ...

多种脊椎动物的前肢——从蛙类到大象、从蝙蝠到人类——都暗藏同样的解剖学蓝图:五指连在腕部的一组骨头上,由两根骨头构成的前臂从腕部伸出,引向邻近肩部、只有一根长骨的上臂。

 

多种脊椎动物的前肢——从蛙类到大象、从蝙蝠到人类——都暗藏同样的解剖学蓝图:五指连在腕部的一组骨头上,由两根骨头构成的前臂从腕部伸出,引向邻近肩部、只有一根长骨的上臂。

 

  手,是心灵与世界相接的地方。我们这些人类用自己的双手生火、缝被子、开飞机、写作、挖洞、摘除肿瘤、从帽子里揪出兔子。诚然,是拥有无尽创造力的人类大脑使我们成为独一无二的物种,但假如没有手,再妙的念头也只不过是水月空花。

  我们能用自己的手做如此多的事情,原因在于其美妙构造。皮肤之下,各种组织的精密整合形成了手。光是一根大拇指就要由九块不同的肌肉控制,它们有的与手内的骨头紧固相连,有的蜿蜒通入手臂。腕部是“浮动”的一组骨头和韧带;其间穿插着血管和神经,分支通入了每一个指尖。手可以发出细微的或强大的力量。制表工匠能在显微镜下用双手把发条摆放到位;同样是用手,棒球投手能甩出时速160公里的球。

  手是如此非凡,以至于苏格兰外科医生查尔斯· 贝尔在1833年专门写了书颂扬它,即《手:它的机制与重要天赋特征,设计的明示》。生命进化的观念当时正开始流行,但信奉神创论的贝尔认为只要认真剖析一下人手,就可以打发这荒诞不经的论调。“手对于生命的适应法则给出了一锤定音的最佳证据,明示着神之造物中的设计。”他写道。

  贝尔的论断只有一点毛病:它没有解释为什么其他的物种也有手。谁都不会唱反调说猩猩前臂末端那五根指头不算是手,然而对于其他一些种类的生灵,我们要看得更仔细才行。蝙蝠的翅膀看起来似乎只有几片皮膜,但在那外表之下,它有着与猩猩和人类相同的五根手指,其腕部也连接着同样的一组骨骼,乃至同样的前臂长骨。

  查尔斯·达尔文写《物种起源》的时候专门论述了这种怪异的巧合。“还有比这更奇特的事吗?”他发问,“适于抓握的人类之手,擅于挖掘的鼹鼠前爪,还有马的蹄子,鼠海豚的鳍肢,蝙蝠的翅膀,居然都是按照同样的模式构造而成的!”

  达尔文对此现象有个直截了当的解答:我们和蝙蝠等所有长着手的动物都是亲戚,而且大家的手都是从一个共有的祖先那里继承来的。过去150年里,探索手之进化过程的研究者们在每一片大陆上发掘了化石。他们比较了现存各种动物的手部解剖结构,审视了负责手之建构的基因,从中一次又一次地为达尔文的论点找到了实物支持。

  我们的手至少在3.8亿年前就开始进化了,起点是鱼鳍——不像金鱼身上那种纤薄、骨架丝丝缕缕的鳍,而是某种已灭绝的鱼类(与今日的肺鱼是近亲)又粗又壮的鳍。在这种肉嘟嘟的鱼鳍内部有几块大骨头,对应着我们手臂中的骨骼。许多年过去,这些远古动物的后代又演化出若干较小的骨头,对应我们的腕骨和手指。后来,指头出现并各自分离,使得在水下植被中穿行的动物能够抓握借力。

  早期的手比你今日所能见到的任何手(爪)都更加奇形怪状。有的物种有七根指头,还有的有八根。但到了3.4亿年前、脊椎动物们在干燥的陆地上四处走动的时候,手已经被“修理”回只有五根指头的样子。迄今,生物界再也没有重现当初手指大行其道的盛况——原因何在,科学家们也弄不明白。

  不过,现存于世的物种当中,手的形态也算得上洋洋大观了:从海豚的鳍状肢到苍鹰的翅膀,还有像挂钩一样的树懒爪子。科学家们通过研究这些活着的手,使得这种洋洋大观背后的分子变化机制开始清晰起来——并了解到,所有这些手不论外表多么不同,起始形态却都非常近似。手的生成要靠许多个基因“联网”运作,而所有的手都是由同样的基因网络、以不一样的运作方式打造而成。有的基因负责塑造腕部,还有的负责加长手指。这些基因中只需发生一星半点的改变,就能让指头变得更长,让有的手指消失,或者把指甲变成利爪。

  打造手的“分子工具箱”的发现,使得科学家们对达尔文的伟大见地有了更深的理解。秃鹫的羽翼和狮子的前掌从外表看再怎么迥异,其差别归根结底,也许只是几处细小的修改:这种蛋白质在这里多加一点儿,那种蛋白质在那里少放一点儿,如此而已。关于一切手在进化中源自共有祖先这件事,达尔文只能看到它的外在迹象,而今天的科学家正在把生命内部的迹象也揭示出来。


华夏地理杂志

撰文:卡尔 · 齐默 CARL ZIMMER

插画:布赖恩 · 克里斯蒂 BRYAN CHRISTIE 翻译:王晓波

本文引用地址:http://web.uua.cn/kepu/show-4830-1.html

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