Конечность любого современного позвоночного, будь то птица, рыба или млекопитающее, делалась по одному пятипалому шаблону. Конечность с пятью пальцами — то, из чего исходила эволюция на протяжении миллионов лет. Разумеется, вариации не заставили себя ждать: если приматы сохранили пять пальцев, то змеи вообще утратили конечности, у панды появился дополнительный, 6-й палец, птицы располагают тремя пальцами на крыльях и двумя, тремя или четырьмя на ногах, а название «двупалый ленивец» говорит само за себя. Конечности разных групп специализировались под конкретные цели, но в целом в эволюции проще было потерять один или несколько пальцев, нежели приобрести новый.

Вместе с тем существует давний спор, который ведётся вот уже сто с лишним лет. Крылья птиц имеют, как уже было сказано, три пальца. Но каким именно пальцам на общем пятипалом «шаблоне» соответствуют сохранившиеся птичьи пальцы?

Палеонтологические исследования, сравнивающие современных птиц с их предками, динозаврами-тероподами, утверждали, что на крыльях у птиц остались большой, указательный и средний пальцы. Эмбриологические работы, напротив, говорили о том, что соответствующие пальцы развиваются на 2-м, 3-м и 4-м положениях, то есть от указательного до безымянного. Исследователи из Йельского университета (США) сумели найти ответ, который парадоксальным образом удовлетворяет обеим теориям. В своей работе, результаты которой опубликованы в журнале Nature, они сопоставили активность генов в крыльях и ногах, которые отвечают за формирование конечностей у зародыша курицы.

Оказалось, что сигнал к формированию большого пальца на ногах и крыльях у птиц дают одни и те же гены. Но затем происходит нечто странное: стволовые клетки, которые должны были бы создавать большой палец на положенном ему месте, отмирают, и их эстафету подхватывают те клетки, что соответствуют положению второго, указательного пальца. То есть молекулярный сигнал к образованию первого пальца реализуется клетками, ответственными за второй.

Получается, что большой палец на крыльях птиц как бы смещается на одну позицию, меняя порядковый номер. Но ещё более любопытно, что другие пальцы крыла не имеют гомологии с соответствующими «ножными». Иными словами, образование первых происходит независимо от вторых, хотя внешне они и соответствуют друг другу. Такой разрыв между исходно гомологичными частями тела — явление редчайшее, и учёные хотят выяснить, как пальцам крыла удалось приобрести подобную уникальность.

Вообще же следует сказать, что такие исследования служат не столько для потехи биологов-эволюционистов, сколько для вскрытия неких закономерностей и парадоксов развития — возможно, общих для целого ряда позвоночных. Не исключено, что и какая-нибудь общеизвестная вещь в человеческом эмбриональном развитии с молекулярно-генетической точки зрения выглядит не столь однозначно, как о ней принято думать.