本文发表于《大众科学》之前的博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
我正在敲击这些文字，依次按下每个键，利用进化赋予我的十个手指。它们是我双手的一部分，连接在我手臂的末端。我的腿遵循相同的解剖结构，只是末端是脚和脚趾，而不是复制的手。
人们很容易认为这种骨骼结构是理所当然的。它不仅是智人的标准配置，而且我也与大多数四足动物共享这种基本框架。当然，也有例外，如双趾树懒和无腿蜥蜴，但我的基本附肢实际上只是略微修改的版本，自我们的祖先在3.75亿多年前在植物茂密的浅滩中游泳以来，四肢脊椎动物一直用它们与世界互动。
卓越的化石和新的分析技术使从鳍鱼到四肢脊椎动物的进化转变成为生命史上经典的故事之一。提塔利克鱼和任何泥盆纪脊椎动物一样，是一个家喻户晓的名字。然而，故事还没讲完。为什么我们的胳膊和腿如此相似，以及为什么五指成为四足动物的基本配置，这些谜题一直激励着科学家们回到浑浊的泥盆纪深处。解剖学家博尔哈·埃斯特韦-阿尔塔瓦和五位共同作者在一项关于鳍最终如何变成四肢的研究中就是这样做的。
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让我们回到四亿多年前，在四肢出现之前。我们当时的祖先属于肉鳍鱼，肉鳍内有粗壮的骨骼。这种结构为我们自己的四肢奠定了基础。尽管如此，也很容易发现一些显著的差异。这些鱼没有手指，而是在外缘有一种被称为鳍条的骨骼边缘。此外，在不同的时期，胸鳍和腹鳍——分别相当于我们的胳膊和腿——在结构和功能上彼此不同，进化使这些前后结构之间的相似性随着时间的推移来回变化。当胸鳍和腹鳍更相似时，埃斯特韦-阿尔塔瓦及其同事将这些称为“瓶颈”，这些瓶颈似乎与新的生物群从其母群中分裂出来有关。
这样的瓶颈发生在肉鳍鱼起源前后。那么，从这个群体中分裂出来的四足动物呢？埃斯特韦-阿尔塔瓦及其同事研究了鱼类和四足动物骨骼的拓扑排列，这些鱼类和四足动物跨越了四肢的起源，使用网络方法来检测骨骼变化与解剖排列的复杂性之间的关系。
当然，进化不是朝着未来目标直线前进的。不存在朝着长有手指的附肢前进的进程。尽管如此，在各种鳍和肢体的表达中，埃斯特韦-阿尔塔瓦发现了一些对关键转变至关重要的关键因素。最重要的是手指的进化。手指和脚趾的起源与一个重要的解剖变化有关，该变化立即将第一批四足动物与其鱼类祖先区分开来。简而言之，随着长有手指的手和脚的进化，骨骼的数量增加了，但附肢形状的整体复杂性降低为更僵硬的关节结构。
尽管长有手指的四肢是一种进化上的创新，但早期四足动物的胳膊和腿彼此非常相似。胳膊和腿最终将打开各种各样的生物力学可能性，但在跨越水陆的进化时刻，它们共享与承重和移动相关的基本功能。早在蝙蝠能够用翅膀飞行，鼹鼠能够用爪子挖掘，我们能够奔跑之前，四足动物就从沼泽中走到了陆地上。这塑造了肢体将采取的基本形状。那一刻的各种限制打开了新的可能性，关闭了其他可能性，为从你身体中的骨骼到在外面飞舞的山雀的翅膀拍打的一切形成了骨骼基础。