本文發表於《大眾科學》之前的部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。
我正在敲擊這些文字，依次按下每個鍵，利用進化賦予我的十個手指。它們是我雙手的一部分，連線在我手臂的末端。我的腿遵循相同的解剖結構，只是末端是腳和腳趾，而不是複製的手。
人們很容易認為這種骨骼結構是理所當然的。它不僅是智人的標準配置，而且我也與大多數四足動物共享這種基本框架。當然，也有例外，如雙趾樹懶和無腿蜥蜴，但我的基本附肢實際上只是略微修改的版本，自我們的祖先在3.75億多年前在植物茂密的淺灘中游泳以來，四肢脊椎動物一直用它們與世界互動。
卓越的化石和新的分析技術使從鰭魚到四肢脊椎動物的進化轉變成為生命史上經典的故事之一。提塔利克魚和任何泥盆紀脊椎動物一樣，是一個家喻戶曉的名字。然而，故事還沒講完。為什麼我們的胳膊和腿如此相似，以及為什麼五指成為四足動物的基本配置，這些謎題一直激勵著科學家們回到渾濁的泥盆紀深處。解剖學家博爾哈·埃斯特韋-阿爾塔瓦和五位共同作者在一項關於鰭最終如何變成四肢的研究中就是這樣做的。
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讓我們回到四億多年前，在四肢出現之前。我們當時的祖先屬於肉鰭魚，肉鰭內有粗壯的骨骼。這種結構為我們自己的四肢奠定了基礎。儘管如此，也很容易發現一些顯著的差異。這些魚沒有手指，而是在外緣有一種被稱為鰭條的骨骼邊緣。此外，在不同的時期，胸鰭和腹鰭——分別相當於我們的胳膊和腿——在結構和功能上彼此不同，進化使這些前後結構之間的相似性隨著時間的推移來回變化。當胸鰭和腹鰭更相似時，埃斯特韋-阿爾塔瓦及其同事將這些稱為“瓶頸”，這些瓶頸似乎與新的生物群從其母群中分裂出來有關。
這樣的瓶頸發生在肉鰭魚起源前後。那麼，從這個群體中分裂出來的四足動物呢？埃斯特韋-阿爾塔瓦及其同事研究了魚類和四足動物骨骼的拓撲排列，這些魚類和四足動物跨越了四肢的起源，使用網路方法來檢測骨骼變化與解剖排列的複雜性之間的關係。
當然，進化不是朝著未來目標直線前進的。不存在朝著長有手指的附肢前進的程序。儘管如此，在各種鰭和肢體的表達中，埃斯特韋-阿爾塔瓦發現了一些對關鍵轉變至關重要的關鍵因素。最重要的是手指的進化。手指和腳趾的起源與一個重要的解剖變化有關，該變化立即將第一批四足動物與其魚類祖先區分開來。簡而言之，隨著長有手指的手和腳的進化，骨骼的數量增加了，但附肢形狀的整體複雜性降低為更僵硬的關節結構。
儘管長有手指的四肢是一種進化上的創新，但早期四足動物的胳膊和腿彼此非常相似。胳膊和腿最終將開啟各種各樣的生物力學可能性，但在跨越水陸的進化時刻，它們共享與承重和移動相關的基本功能。早在蝙蝠能夠用翅膀飛行，鼴鼠能夠用爪子挖掘，我們能夠奔跑之前，四足動物就從沼澤中走到了陸地上。這塑造了肢體將採取的基本形狀。那一刻的各種限制打開了新的可能性，關閉了其他可能性，為從你身體中的骨骼到在外面飛舞的山雀的翅膀拍打的一切形成了骨骼基礎。