Навіщо нам потрібні відбитки пальців? Хоч це і вражає, але не лише для того, щоб розблокувати смартфон чи зловити поганого хлопця. Ось що говорить наука.
Більшість людей асоціюють відбитки пальців зі здатністю розгадувати таємниці, але чому ми взагалі маємо відбитки пальців? Виявляється, ці унікальні завитки та петлі самі по собі є загадкою. Чи існує еволюційна причина для відбитків пальців (як і для того, чому ми червоніємо)? Чи це просто дивна особливість людського тіла?
Відбитки точно нічого не говорять вам про вашу особистість чи здібності. Як і чому формуються відбитки пальців на людських руках, довгий час залишалося науковою загадкою, і не існує багато однозначних відповідей про наші відбитки пальців. Але нещодавні дослідження наближають нас до деяких відповідей. Ось що ми знаємо.
Навіщо потрібні відбитки пальців?
Відбитки пальців – це набагато більше, ніж їхня унікальність і користь для детективів. Нещодавні дослідження показують, що на питання “Чому у нас є відбитки пальців?”, ймовірно, існує кілька відповідей. Читайте також – “Чому ми позіхаємо і це заразно”, наука захоплює.
По-перше, вчені вважають, що відбитки пальців, можливо, еволюціонували, щоб відігравати важливу роль у нашому відчутті дотику. Наші відбитки пальців дуже корисні для визначення текстури речей, наприклад, різниці між оксамитом і наждачним папером. Коли ми проводимо кінчиками пальців по поверхні, гребені труться об неї і передають вібрації спеціалізованим клітинам всередині кожного гребеня, які чутливі до механічних подразників. Без відбитків пальців вам було б дуже важко взаємодіяти з тим, що ви тримаєте в руках або до чого торкаєтесь.
Відбитки пальців також відіграють ключову роль у нашій здатності захоплювати та хапати предмети. У дослідженні 2020 року, опублікованому в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), вчені використовували технологію лазерної візуалізації для спостереження за людьми, які тримали та піднімали гладку скляну пластину, коли вона була сухою або вологою. Вимірявши вологість долонь і кінчиків пальців учасників та проаналізувавши зображення, дослідники виявили, що гребені мають важливе значення для зчеплення і точних маніпуляцій, регулюючи рівень вологи як із зовнішніх джерел, так і з потових пір пальців.
Потові залози, які є у нас на долонях і підошвах, виходять з верхівок гребенів і допомагають підтримувати рівень вологи, необхідний для захоплення предметів. “Цей аспект вологості від поту схожий на ефект, коли хтось облизує свій великий палець, щоб допомогти йому перегортати сторінки книги.
Що ще ми знаємо про відбитки пальців?
Ми знаємо, що відбитки пальців – це крихітні горбики на нашій шкірі, а відбитки, які залишаються після дотику до чогось, – це відбитки від поту та жиру на поверхні цих горбиків. Ми знаємо, що ці гребені на кінчиках наших пальців формуються ще до нашого народження. І до того, як Хедон перевірив теорії розвитку відбитків пальців, ми знали, що причини унікального візерунку з завитків і петель на наших відбитках залишалися давньою загадкою.
Але у 2022 році Деніс Хедон (біолог розвитку та старший науковий співробітник Единбурзького університету, який вивчає розвиток шкірних структур, зокрема відбитків пальців) і його команада опублікували знакову статтю в журналі Cell, яка розкрила не лише процес формування відбитків пальців, але й відповідальні за це гени. Вони перевірили існуючі теорії розвитку відбитків пальців і виявили, що гени розвитку кінцівок відіграють ключову роль у впливі на результат формування візерунка відбитків пальців. Тож чому ми маємо відбитки пальців, що в них такого унікального і які дивні факти відкрили вчені? Розповідаємо, що ще відомо.
Ваші відбитки пальців були з вами ще до вашого народження
Ми знаємо, що гребені на кінчиках наших пальців формуються ще в утробі матері, починаючи приблизно з 10 тижня вагітності. До 17 тижня вагітності ці примхливі, випадкові, абсолютно унікальні візерунки повністю сформовані. Це означає, що ваші відбитки пальців були з вами ще до вашого народження.
Відбитки пальців відіграють ключову роль у нашому відчутті дотику
Дослідження показали, що гребені на наших відбитках пальців підвищують нашу тактильну чутливість. Згідно з дослідженням, опублікованим в Journal of Neuroscience, гребені наших відбитків пальців мають тонко налаштовані рецептивні поля і можуть допомогти пояснити чутливість людського дотику.
Відбитки пальців починаються як волосяні фолікули
Згідно з дослідженням Хедона, відбитки пальців спочатку виглядають як ті самі ділянки клітин, які згодом формують волосяні фолікули. Але замість того, щоб перетворитися на волосяні фолікули, ці клітини утворюють гребені з завитками і петлями завдяки крихітним відмінностям в експресії генів, відповідальних за формування шкірних структур.
Відбитки пальців підпорядковуються закономірностям Тюрінга
Дугоподібні, петлеподібні та закручені форми відбитків пальців можна частково пояснити теорією, запропонованою британським математиком Аланом Тюрінгом. Відмінності в експресії генів створюють те, що вчені називають “патерном Тюрінга“. У 1950-х роках Тюрінг теоретично припустив, що речовини, вироблені клітинами ембріона, сприятимуть утворенню структури, але діятимуть з протилежними речовинами, які пригнічують ріст такої структури. Взаємодіючи один з одним, промотор і протилежний супресор у цій схемі можуть створити візерунок, який має повторювані одиниці з рівною відстанню між ними, подібно до того, як це відбувається з нашими численними відбитками пальців.
Теорії Тюрінга були обмежені тодішніми уявленнями про біологію, але це саме те, що виявили Хедон і його колеги. Вони виявили, що ці молекули промоторів і супресорів, які утворюються під час розвитку відбитків пальців, діють так, як вважав Тюрінг (хоча він не вивчав і не згадував про відбитки пальців). Візерунок Тюрінга чутливий до випадкових подій, коли він формується ще до народження, і ця чутливість до випадковостей, ймовірно, відіграє велику роль у тому, що кожен відбиток пальця є унікальним.
Відбитки пальців – таке ж явище, як смуги зебри
Патерн Тюрінга, який, ймовірно, створює наші відбитки пальців, також відповідає за інші візерунки, що зустрічаються в природі, такі як смуги зебри та плями леопарда.
Деякі люди народжуються без відбитків пальців
Це генетичне захворювання, яке називається адерматогліфією, зустрічається вкрай рідко і спричиняє неспроможність гребеневих утворень ще до народження. Подушечки пальців у людей з адерматогліфією абсолютно плоскі, але в іншому люди з цим захворюванням здорові. Це генетичне захворювання було виявлено лише в кількох сім’ях, і воно не до кінця вивчене.
Відбитки пальців можуть допомогти запобігти появі мозолів
Чи помічали ви, що на кінчиках пальців рук і ніг набагато важче отримати мозоль? Одна з теорій полягає в тому, що шкірні гребені, які утворюють наші відбитки пальців, допомагають запобігти появі мозолів. Дослідження припускають, що завдяки гребеням наша шкіра може легше розтягуватися і деформуватися, що може захистити її від пошкоджень і утворення мозолів.
Відбитки людських пальців притаманні лише приматам… і коалам
Мавпи мають відбитки пальців, які функціонують подібно до людських. Але коала, яка є дуже далеким родичем людини, – єдина тварина, яка також має відбитки пальців, що виглядають і діють, як наші.
Відбитки пальців не змінюються з віком
З віком ваша шкіра цілком природно змінюється. Але зморшки не з’являються на кінчиках пальців, а це означає, що ви можете розраховувати на те, що ваші відбитки залишаться такими ж, як і в день, коли вони були сформовані.
Існує три основні типи відбитків пальців
Вчені класифікують візерунки відбитків пальців як завитки, петлі або арки. Саме їх розташування і робить ваші відбитки пальців унікальним ідентифікатором. І згідно з наукою, ці візерунки обумовлені генетикою, подібно до найрідкіснішого кольору очей.
Відбитки пальців колись використовували для скріплення контрактів
Укладаєте угоду в стародавньому Вавилоні? Для її скріплення можна було використати відбиток пальця. Це свідчить про те, що люди, які жили за часів правління Хаммурапі, розуміли особливу природу відбитків пальців.
Інші тварини мають схожі візерунки на шкірі
Інші види тварин, наприклад, миші, мають простіші набори гребенів на пальцях лап, ніж лазячі тварини. Деякі мавпи використовують хвіст як п’яту кінцівку для лазіння, і шкіра на нижній стороні їхнього хвоста має такі ж гребені, як у нас на долонях і підошвах, хоча й не такі складні дугоподібні, петлеподібні або закручені завитки, як у нас на кінчиках пальців.
Джерела:
- The Fingerprint Sourcebook: “Embryology and Morphology of Friction Ridge Skin”
- Journal of Neuroscience: “Human Touch Receptors Are Sensitive to Spatial Details on the Scale of Single Fingerprint Ridges”
- Proceedings of the National Academy of Sciences: “Fingerprint ridges allow primates to regulate grip”
- Cell: “Limb development genes underlie variation in human fingerprint patterns”
- Interpol: “Fingerprints”
