靈長目動物都有五根手指嗎,這在進化角度有什麼意義?

如果人少掉一根手指會有什麼影響?最"沒用"的是哪根手指?

另外,哺乳動物都有五指嗎?(無論有些是否已經退化或變形,比如馬蹄實際上是馬的「中指」)


1. 靈長目動物都有五根手指。

2. 從進化的角度來看,五指的由來已久。3億4千萬年以前,那是遙遠的下石炭紀(Lower Carboniferous Period),Casineria的誕生標誌著羊膜動物(如爬行類,鳥類和哺乳類)和兩棲類分道揚鑣。Casineria是一種長得像小型蜥蜴的動物,是迄今被發現的最早的羊膜動物。距今3億6千萬年以前四足動物化石表明,在羊膜動物和兩棲類分道揚鑣之前,那時的四足動物是六趾、七趾或八趾的。趾數減少是和腕(踝)關節的演變密切相關的。對於進化的研究表明,早期的六趾或八趾的四足動物有著相對簡單的四肢骨骼結構,這種四肢骨骼結構比較接近現存的鯨和海豚的鰭狀肢骨骼結構。對於趾數減少的因素,一種猜測是「步行」肢的功能需求。和「划水」肢相比,「步行」肢要求更多的肢端旋轉靈活性。另一個關於趾數演化的經典案例是魚龍(ichthyosaurs),魚龍生活於6千5百萬年前,是一類水生的爬行動物。

3. 關鍵的問題是:對與現今的四足動物的祖先來說,是否五趾真的優於其它的數目呢?

答案是:「未必」。

(1) 研究中尚未發現足夠的六趾物種,於是假設四足動物都在向著更少的趾數進化。

(2) 在進化理論中有一條規律:進化中丟失某種結構比重獲某種結構更加常見。然而對於長時間的進化和大量的物種,重獲近似六趾的結構還是存在的。比如:熊貓和鼴鼠。

(3) 實驗室中重現多趾的基因改造驗證了多趾的進化是從鰭到肢的進化形成的。

(4) 基因的多向性(一個基因的改變會導致多種性狀的變化)也是五趾流行的解釋之一。例如:手足生殖器綜合症——四肢和生殖器的畸形往往同時存在(其形成受同一組基因控制)。所以五趾本身可能並沒有直接和適應性有什麼聯繫,但是導致五趾的基因或許使得繁殖能力得到增強,於是五趾便成了主流。(本人更傾向於這個假設)

本答案主要觀點來自:http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=why-do-most-species-have


有篇文獻是談這個的

Galis, F., van Alphen, J.J.M. Metz, J.A.J. (2001). Why five fingers? Evolutionary constraints on digit numbers. Trends in Ecology and Evolution 16, 637-646

Why five fingers? Evolutionary constraints on digit numbers

http://www.cell.com/trends/ecology-evolution/abstract/S0169-5347%2801%2902289-3


受邀答。

手指進化的過程我答不上,請高人指點。

手指的功能,拇指佔50%,其餘的依次遞減。小指所佔比例最小。

可以說「最沒用」的是小指了,小指缺如對日常生活影響不大。

最大的影響應該就是沒法子再和人家「拉勾」了。


只能就我的了解簡單回答下:

四肢末端生有五趾是「靈長目」的定義之一來的,所以不用懷疑。

為什麼是「五指」,最前沿的成果應該就是 @magasa 所提供的文檔。

另,手指數目對智慧的發展也有其積極意義——第一是識數,手指數目越多,所能辨識的數字就越多,這解釋了為何海豚在智力上較靈長目動物為優越,但數學能力卻遠不及後者(未受過訓練的海豚只能數到3-4,而靈長目通常都可以數到10,聰明的甚至能理解10以上的數);第二是抽象思維能力的訓練和語言的形成,通常認為語言起源於手勢,而手指越多,能做出的手勢越複雜(根據 @magasa 提供的文檔,基本上五指已是進化的極限),這一定程度上訓練了人類的抽象思維能力,催生了語言的形成。


是的,靈長目四肢都有5個趾頭。維基百科裡有說明:

Primates generally have five digits on each limb (pentadactyly), with keratin nails on the end of each finger.

我覺得進化上最大的意義並不在於趾頭數量是五個還是六個,而在於這五個趾頭的特殊之處:第一指(趾)與其他四指(趾)對握,能夠抓取東西。

這個顯著而特別的手指形態對靈長目的進化起到了最重要(起碼是之一)的作用,拇指和食指指尖的對握可以形成環狀,從而大大提高了手掌抓握物體的準確度。這一進化特徵的出現不僅對早期靈長目搜尋昆蟲等食物非常有利,而且對於後來靈長類可以用手靈巧地擺弄各種物體、直至最後能夠製造和使用工具打下了重要基礎。

參考維基百科:http://en.wikipedia.org/wiki/Primate


自相似性

與分形類似


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