Pourquoi la plupart des mammifères ont-ils 5 doigts ?

mammifères 5 doigts
Crédits : Nadine Wagner/istock

Pourquoi avons-nous cinq doigts ? Cette question en apparence simple nous plonge au cœur de l’évolution des tétrapodes et des mammifères. En observant nos amis à quatre pattes, que ce soit les chats, les chiens ou même les kangourous, nous constatons en effet ce schéma familier : cinq doigts. Mais pourquoi cette similitude anatomique, même entre des espèces qui évoluent dans des environnements différents ?

Un héritage évolutif

Pour comprendre pourquoi les mammifères, et plus largement les tétrapodes, possèdent cinq doigts, nous devons remonter aux origines de la vie sur terre. Les tétrapodes, un groupe diversifié d’animaux à quatre membres, partagent un ancêtre commun qui émergea de l’eau il y a environ 360 millions d’années. Cette transition de l’eau à la terre ferme fut un événement majeur dans l’histoire de la vie sur Terre. Ces animaux étaient alors équipés d’un schéma corporel basique comprenant cinq membres, chacun doté de cinq doigts.

Rappelons qu’à cette époque, la Terre était très différente de ce que nous connaissons aujourd’hui. Les paysages étaient dominés par des marécages luxuriants, des forêts denses et des étendues de terres humides qui offraient un habitat propice à l’évolution des premiers vertébrés terrestres. Les membres munis de cinq doigts conféraient alors une certaine polyvalence aux premiers tétrapodes, leur permettant de se déplacer avec agilité sur des terrains variés, de saisir des proies, de grimper aux arbres et de se défendre contre les prédateurs. Cette adaptation anatomique était donc hautement avantageuse pour leur survie dans ces environnements terrestres en évolution.

Cette configuration de base a ensuite été conservée au fil de l’évolution, bien que les membres aient subi des adaptations diverses en réponse aux pressions sélectives de différents environnements. Certains groupes, tels que les chevaux et les oiseaux, ont subi des réductions dans le nombre de doigts, tandis que d’autres, comme les primates, ont maintenu le schéma de base à cinq doigts.

mammifères 5 doigts
Crédits : Sorapop/iStock

Le rôle des gènes Hox

L’un des mécanismes clés qui régulent le développement des membres chez les tétrapodes est l’action des gènes Hox. Ces gènes jouent un rôle crucial dans le développement embryonnaire, agissant comme des interrupteurs moléculaires qui contrôlent l’expression d’autres gènes. Ils aident à définir la position et l’identité des différentes parties du corps en régulant la croissance des tissus et des structures anatomiques.

Lors du développement embryonnaire, les bourgeons des membres commencent à se former sous leur influence. Initialement, ces bourgeons peuvent se développer pour former plusieurs doigts, mais leur nombre final peut varier selon l’espèce. Par exemple, chez les mammifères comme les chevaux, comme dit plus haut, certains gènes Hox peuvent réguler la régression des doigts supplémentaires, laissant souvent un seul doigt fonctionnel. En revanche, chez d’autres mammifères, tels que les primates, ces gènes maintiennent le développement des cinq doigts. Cette variabilité dans le nombre de doigts observée chez les tétrapodes est donc principalement le résultat de l’interaction complexe entre les gènes Hox et d’autres facteurs génétiques et environnementaux.

Bien sûr, l’évolution des tétrapodes a également été façonnée par des mutations génétiques. Ces dernières peuvent en effet entraîner des variations, telles que la polydactylie (la présence de doigts supplémentaires) ou l’oligodactylie (l’absence de doigts). Ces mutations peuvent résulter de changements dans des gènes clés impliqués dans le développement des membres, comme le gène Sonic Hedgehog. Malgré tout, la conservation du schéma de base suggère une pression sélective en faveur de la stabilité anatomique.

En somme, la présence de cinq doigts chez les tétrapodes et les mammifères est le résultat d’un héritage évolutif profondément enraciné et de mécanismes de développement embryonnaire soigneusement régulés.