人為什么有五根手指頭，這是什么決定的？為什么會有這種決定？

pgl147258 2014-01-05

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【葉一的回答(7票)】:

首先要對演化做一個說明：演化不是憑空建造，而是在原有的基礎上進行小修小補，達到新的功能。所以，演化的過程其實是一個妥協的過程，也是一個不斷對某部分結構在原有基礎上不斷修改的過程。其中非常典型的例子就是人眼睛的設計問題：人眼的感光細胞之前有一層毛細血管和神經纖維，意味著光要穿過這些組織才能到達感光細胞，所以成像都是模糊不清的（需要精細的掃描+組合在腦中成清晰的像），而這些設計只不過是因為某個祖先物種的其原始感光方便罷了。

因此，在討論××為什么演化成這個樣子的時候，我們可能需要追溯到非常非常久遠之前的某個節點，那時候我們的祖先生物由于某種適應性演化出了一個結構，然后我們進行不斷的小修正以符合我們自己的需要。那么回到問題，關于人為什么有五個手指，要從兩個方面考慮：一是為什么一開始某個原始物種建立了基本的“五個手指”結構，二是為什么我們人類要修改/保留這種結構（要知道馬的基本結構也是五個手指，但是由于某些骨骼的融合和延長變成了2個，也就是偶蹄目動物）。

詳細的答案松鼠會已經給出過http://songshuhui.net/archives/4882，摘錄如下：

^{最早的兩棲類是尖頭類（魚頭螈為代表種），距今3.5億年前的泥盆紀晚期。由于泥盆季晚期出現了季節性干旱，陸地面積更為擴大。河流與湖泊周期性的變成污濁的池塘和廣闊的泥灘。同時海平面下降，使得一些魚類只能生活在沿岸邊留存的水塘或潮濕的岸邊。在如此惡劣的條件下，只有能行氣呼吸、具“肺” （鰾）并有較強的偶鰭能在陸上爬行的種類才能更好地適應這種惡劣的環境條件。}

^{在泥盆紀的魚類中只有肺魚和總鰭魚能行“肺”呼吸，但肺魚的偶鰭細弱，為雙列式的，不能適應在陸上爬行。只有總鰭魚類，除具“肺”能行氣呼吸外，尚具有類似陸生脊椎動物附肢的偶鰭，具有強壯的肌肉和類似陸生脊椎動物四肢的骨骼結構。當然，總鰭魚的鰭作為陸上活動的運動器官不是很有效的，但終究能使其從一個干涸的池塘爬行到另外有水的池塘。氣呼吸可使其在少氧的混濁的池塘和短時間越過陸地而存活。缺乏這些適應能力的魚類就可能被自然選擇所淘汰。因此，由逐漸適應和相對快速的一系列進化改變，具氣呼吸與肉鰭的魚越來越適應陸地生活，最后，某些總鰭魚類進化成第一個類群的兩棲動物，它們的鰭進化為陸生五指型附肢。}

^圖二

^{隨后由兩棲類進化出的所有物種，都帶有五指前肢的特征。部分物種有所簡化，出現了四指、蹄等等。但是仍然具有明顯的相關特征。（后附圖供參考）}

^{當然，找到了五指前肢在物種進化歷程中的出現點，和來龍去脈也許并不能然各位看官感到滿足。如果，您一定要問我，為什么不進化出三指前肢、四指前肢、六指前肢。我想應該有下幾點是較合理的推測。}

^{1、減法論：}

^{從總鰭魚骨骼數量較多的前肢，進化為兩棲類較為典型的五指前肢，我們的老祖先們，進行了一段時間的減法練習。將數量較混亂較多，支撐力不強的前肢骨骼簡化優化。當減法做到n-1-1-1-1-x=5的時候，結構較清晰，數量較少，能夠附著較多肌肉產生較強的支撐能力的五指前肢就定性批量生產了。當然這個過程的原理和經典的物種進化論并不矛盾，我們認為減法做的好的物種，減法做的對的物種，表現出更強的兩棲生存能力（請注意是兩棲生存能力）。少投入，多產出這個合算的買賣就是遠古兩棲類學習減法的原動力。}

^{2、適應論}

^{減法論大致描述了進化的發展方向，適應論卻重點理解為啥減法的結果被確定為5，而且在很長的時間內得到了保持。}

^{a) 兩棲生存的必要——5指就是支撐爬行能力和游泳能力的較佳結合點，數量太少（2~3個）劃水能力較弱，多于5個結構太復雜爬行能力較弱。（其實進化后期大多數有前肢的動物所進化出的抓握能力，也需要多于2~3個的指才能有較好的實現該功能。）}

^{b) 做減法是很累的，能講究一下就先湊合用吧——做減法進行改版設計是需要時間的，當其功能能夠基本滿足功能需要，為了爭取時間，趕緊定型生產吧！}

^{c) 抗損能力——五指有較好的抗損能力，在個體狩獵、打斗等過程中少一個功能損失并不大。其他的剩余手指能基本完成整個前肢的主要功能。}

^{d) 可以發展出很多附加功能——除了支撐爬行功能以外，隨著進化發展的需要，前肢功能的繼續得到提高，主要是發展出了抓握的功能。于是可以捕獵、爬樹等，而且在靈長類的進化中五指前肢由于抓握功能的鍛煉和強化，進化出了靈巧的十指。奇跡就此誕生。}

^{經過對減法論和適應論的探討，我們可以基本把進化的大方向理解清楚。但是各位看官仍然會敲著漂亮完美的五指前肢，疑惑的刨根問底。為啥一定是5呢？于是，我們只能進一步的探討以下的問題。}

^{1、偶然性——其實我們可以發現，生物進化論的經典理論，可以解釋為什么當初我們的祖先從海洋來到陸地時為啥要做減法，也可以解釋為啥5是較為合適的。但為啥就是5呢？達爾文們不能解釋！只能說其中含有充斥于宇宙空間的偶然性，在其中起到了重要的作用。其實4個也是可以的，3個雖然緊巴巴的也可以將就的，6個也不是太浪費，7個就可以大大的提高文字輸入的速度了。很可能在其他星球中獲得統治地位的智慧生物，就擁有其他數量的前肢。（當然，前提是他們是有前肢的物種。）}

^{2、必然性——如果我們來繪制一個手指數量和綜合效能的函數圖，將手指的數量作為橫軸，將綜合能力（生長出該部分肢體需要消耗的能量、抗損失能力、支撐能力、劃水能力、進化出高級功能的潛力）作為豎軸。我們應該得到一個兩頭低中間高的曲線。而5就應該是該曲線的最高點。（起碼是在頂點的附近。）經過千萬次的自然選擇，合適的數字就擁有最大的被選中的概率。}

^{3、慣性——目前，大多數有前肢的動物仍然保存了五指前肢的構造。雖然，有的用不著了，但改版還是復雜、費事、費時的一件事情，沒有更好的方案以前，老方案就是最好的。于是從兩棲類祖先哪里繼承來的五指前肢，大多數很好的保留至今。其實也證明了五指前肢的方案，是經得起考驗的。}

^{4、階段性——進化是一個動態的過程，現在也還在繼續，鳥類進化出了翼，鯨類又進化出了鰭（當然其中保留了五指前肢的骨骼特征），牛馬進化出了蹄，部分兩棲類出現了四指前肢。可以說，減法還在悄悄的進行，只是由于靈長類動物對五指前肢的充分利用，減法在靈長類的進化中停止了，而且還在不斷進化。（在后面的圖片中可以找到很多例子，比如青蛙，前肢的功能被弱化變成了四指，靈活的舌頭彌補了前肢的不足，后肢功能卻進一步強化，保留五指有利于劃水和提高彈跳的穩定性。）}

^{以上的論述應該基本滿足各位看官的好奇心了吧！但是，對于手于人類的進化，其意義巨大，我還有兩個其他的觀點需要一并陳述。}

^{1、五指前肢的進化，為智慧生物的產生打下了基礎，他的優秀功能和潛力幫助和激化、加速了腦部功能的發展。智慧的腦和五指前肢的組合在進化的長跑比賽中獲勝，占據了進化樹的頂端，（本文中關于進化樹頂端的定義，應該是以智能為主要考查指標，如果以其他指標作為參照系可以定義出其他的各類“頂端”。）以至于今天在這里討論問題的是五指的人類，不是八爪魚。各位看官，如果我們都是八爪魚，當然不會討論五個手指了。（這里我們討論的內容有點“反諷”的味道——人類擁有5個手指頭，竟然可以被認為是我們可以在這里討論這個問題的前因。）}

^{2、五指前肢的誕生，追根溯源在遠古時代，但影響延續至今。如今的數學、文學、美學、工程學以及其他多方面的發展都和這個五指前肢分不開。但各位看官切不可本末倒置，認為是產生才不足萬年的文明，足以影響手指的數量。當然影響他的質量（更修長、更靈巧）是到是有可能的。}

【Eric的回答(5票)】:

五并沒有特殊的意義，只是恰好發生。事實上三根以上的手指或腳趾就不會對人的生活有實質性的影響。

一根指頭到三根指頭之間的差異是巨大的。而四到六及以上便不會對人的適應性有任何決定性的影響。

事實上，一直都有有著不同手指或腳趾數量的人或動物出生（例如六指癥者）。只是手指數量上的差異并不會給他們任何優勢以使他們脫穎而出并使基因強勢并壯大。

PS. 反倒是人類五根手指的事實可以解釋十進制被選擇的原因。而我一直猜想十進制反過來對固定人們五根手指這一性狀又起到了決定性作用。

以下純屬個人臆想：

一開始五根手指只是隨機發生，并不具備實質上的生理優勢。而五根手指的人類發明了十進制，進而十進制被廣泛使用。此后，由于十進制的確立，五根手指的人類便比其他數量手指的人類有了更多的優勢（老是算錯果子和牲口數量的人明顯不會有更多的生殖機會-_-#），因而這一性狀的基因被更好的保留并壯大了。

【外星菜鳥的回答(0票)】:

純粹是偶然，沒有目的，沒有意義。就是演化出了5個指頭，要是重新來過也許是3個，4個，6個

【蔡新宇的回答(0票)】:

如果是六個指頭，你的問題就會是人為什么有六個指頭？貌似是因為人有五個指頭使用剛好。