Для чего людям отпечатки пальцев с биологической точки зрения
В 1910 году Томас Дженнингс скрылся с места убийства, но оставил после себя улику, которая решила его судьбу. Это был идеальный отпечаток его пальцев на высохшей краске перил возле дома, где он совершил преступление. Отпечатки пальцев Дженнингса были первыми в истории, использованными в качестве улики в уголовном расследовании. Благодаря им в 1911 году он был осужден за убийство.
1.
С тех пор отпечатки пальцев продолжают оставаться важнейшим доказательством в судебно-медицинских расследованиях.
Но явно природа задумала их не для того, чтобы помочь полиции идентифицировать преступников.
Какова же биологическая цель отпечатков пальцев? Давайте разберемся, что об этом говорят ученые.
Усиленная хватка
Отпечатками пальцев называются рисунки папиллярных линий кожи. Они есть не только у людей, но и у обезьян и некоторых других млекопитающих.
«У людей было два представления об отпечатках пальцев:
1. Они помогают улучшить хватку;
2. Они помогают улучшить восприятие прикосновений», — говорит профессор биологии в Университете Халла в Великобритании Роланд Эннос.
2.
Эннос потратил часть своей карьеры на изучение первой идеи — о том, что отпечатки пальцев улучшают хватку. Одно из доказательств в пользу этой теории заключается в том, что кончики пальцев могут работать подобно резиновым шинам на автомобилях.
Шины имеют структуру, становясь более податливыми. Это позволяет им приспосабливаться к поверхности, по которой они движутся. Для этого был проведён эксперимент.
Исследователи протащили пластину из плексигласа по подушечкам пальцев человека, варьируя силу при разных попытках и используя чернила для отпечатков пальцев, чтобы определить, какая часть тела соприкасается со стеклом. Эксперимент показал, что по сравнению с гладкой кожей, отпечатки пальцев уменьшают трение, по крайней мере, на гладких поверхностях.
Считается, что отпечатки пальцев могут помочь нам сцепляться с поверхностью, например, во влажных условиях — каналы отводят воду, как это делают протекторы автомобильных шин, чтобы наши руки не скользили по поверхности.
Попробуем разобраться со второй гипотезой об отпечатках.
Восприятие прикосновений
Наши пальцы содержат четыре типа механорецепторов — клеток, которые реагируют на механическую стимуляцию, например, прикосновение. Биолог университета Сорбонны в Париже Жорж Дебрегас заинтересовался одним из таких рецепторов. Так называемые тельца Пачини, которые находятся примерно на 2 мм под поверхностью кожи в кончиках пальцев.
Эти механорецепторы особенно чувствительны к крошечным вибрациям. Таким образом, помогают придать кончикам наших пальцев чрезвычайную чувствительность. Дебрегас задался вопросом, усиливают ли отпечатки пальцев эту чувствительность.
Чтобы выяснить это, он и его коллеги разработали сенсор — устройство, напоминающее структуру человеческого пальца, с датчиками, которые улавливают вибрации подобно тому, как это делают тельца Пачини. Одна версия этого устройства была гладкой, а другая имела ребристый рисунок. Оказалось, что гребни на датчике усиливали именно ту частоту вибраций, к которой так чувствительны тельца Пачини.
Ученые пришли к выводу, что наличие отпечатков пальцев полностью меняет природу сигналов, которые к нам поступают при осязании.
Чувствительность к текстуре, в частности, может быть эволюционно выгодной, поскольку она помогает нам обнаружить нужный вид пищи.
Наше тонкое чувство осязания и точный захват на самом деле эволюционировали совместно. Поэтому рельеф на коже наших пальцев и закрепился в эволюции.