En 1910, Thomas Jennings a fui une scène de meurtre, mais il a laissé derrière lui un indice qui allait sceller son destin : une empreinte parfaite de ses empreintes digitales dans la peinture séchante d’une balustrade, à l’extérieur de la maison où il avait commis le crime. Les empreintes digitales de Jennings ont été les toutes premières à être utilisées comme preuve dans une enquête criminelle, et elles ont conduit à sa condamnation pour meurtre en 1911.
Depuis lors, les empreintes digitales ont continué à figurer comme preuve cruciale dans les enquêtes médico-légales. Ces marqueurs d’identité uniques sont si idéalement adaptés à la tâche de démanteler un crime, que c’est presque comme si c’était la raison de leur existence.
Mais bien sûr, ce n’est pas le cas. Ce qui nous amène à la question suivante : Pourquoi avons-nous des empreintes digitales, et à quoi servent-elles sur le plan biologique ?
Relié : 10 choses que vous ne saviez pas sur vous
Doigts et frottement
Il s’avère que les scientifiques ont historiquement été en désaccord sur la réponse.
« Les gens ont eu deux idées sur les empreintes digitales : qu’elles aident à améliorer la préhension, et qu’elles aident à améliorer la perception du toucher », a déclaré Roland Ennos, un chercheur en biomécanique et professeur invité de biologie à l’Université de Hull au Royaume-Uni.
Ennos a passé une partie de sa carrière à étudier la première idée – que les empreintes digitales nous donnent de l’adhérence. Pendant longtemps, cela a été la théorie directrice, à savoir que les minuscules creux et pics des empreintes digitales créent une friction entre nos mains et les surfaces que nous touchons.
Une preuve à l’appui de cette théorie est que le bout des doigts pourrait fonctionner comme les pneus en caoutchouc des voitures, dont la nature pliable leur permet de se conformer à la surface qu’ils traversent. Dans les pneus, cette souplesse est associée à des bandes de roulement en forme de cuvette qui décorent leur surface – ce qui augmente la surface du pneu, donc aussi la friction et la traction. Ennos a voulu étudier dans quelle mesure cette idée tiendrait la route dans une expérience de laboratoire.
« Nous voulions voir si la friction des doigts augmentait avec la surface de contact comme c’est le cas dans les pneus », a expliqué Ennos à Live Science. Pour le savoir, les chercheurs ont fait glisser une plaque de plexiglas sur les coussinets des doigts d’une personne, en faisant varier la force sur différents essais et en utilisant l’encre des empreintes digitales pour déterminer quelle partie de la zone de chair touchait le verre.
Surprenantes, ces expériences ont révélé que « la zone de contact réelle était réduite par les empreintes digitales, car les vallées ne faisaient pas contact », a expliqué Ennos à Live Science. En d’autres termes, par rapport à la peau lisse qui recouvre le reste du corps, « les empreintes digitales devraient réduire la friction, au moins sur les surfaces lisses. »
Cela ne déboute pas complètement l’idée que les empreintes digitales aident à la préhension, a déclaré Ennos. On pense que les empreintes digitales pourraient nous aider à adhérer aux surfaces dans des conditions humides, par exemple – les canaux évacuant l’eau un peu comme le font les bandes de roulement des pneus de voiture – pour empêcher nos mains de glisser sur une surface. Pourtant, cette idée est plus difficile à tester car il est difficile d’imiter parfaitement le comportement des empreintes digitales humaines dans ces conditions, a déclaré Ennos.
Mais il y a l’autre théorie, qui pourrait tenir plus la route : le rôle des empreintes digitales dans l’aide au toucher.
Un toucher magistral
Il y a quelques années, Georges Debrégeas, un physicien devenu biologiste à l’université de la Sorbonne à Paris, réfléchissait à l’absence de théorie concluante sur la raison pour laquelle nous avons des empreintes digitales, lorsqu’il s’est intéressé au rôle potentiel du toucher. Nos doigts contiennent quatre types de mécanorécepteurs, c’est-à-dire des cellules qui réagissent à une stimulation mécanique comme le toucher. M. Debrégeas s’est particulièrement intéressé à un type particulier de mécanorécepteur – les corpuscules paciniens – qui se trouvent à environ 2 millimètres sous la surface de la peau, au bout des doigts. « Je me suis intéressé aux corpuscules paciniens parce que nous savions, grâce à des expériences précédentes, que ces récepteurs spécifiques médient la perception de la texture fine », a déclaré Debrégeas à Live Science.
Ces mécanorécepteurs sont particulièrement sensibles à de minuscules vibrations d’une fréquence précise – 200 hertz – et contribuent ainsi à donner à nos bouts de doigts leur extrême sensibilité. Debrégeas s’est demandé si les empreintes digitales renforçaient cette sensibilité.
Pour le savoir, lui et ses collègues ont conçu un capteur tactile biomimétique, un engin qui ressemble à la structure d’un doigt humain,, avec des capteurs qui détecteraient les vibrations de manière similaire à ce que font les corpuscules paciniens. Une version de ce dispositif est lisse, tandis qu’une autre présente un motif strié sur sa surface qui imite l’empreinte digitale humaine. Lorsqu’il a été déplacé sur une surface, celui qui était strié a donné lieu à une découverte fascinante : les stries du capteur amplifiaient la fréquence exacte des vibrations auxquelles les corpuscules paciniens sont si sensibles.
Etant un substitut du bout des doigts humains, l’engin suggérait que nos empreintes digitales canaliseraient de la même manière ces vibrations précises vers des capteurs situés sous la peau. … En amplifiant ces informations sensorielles fines et détaillées, la théorie veut que les empreintes digitales multiplient donc notre sensibilité tactile par plusieurs fois. « Le fait de mettre des empreintes digitales sur la peau change complètement la nature des signaux », a déclaré Debrégeas.
Mais quel est l’intérêt d’avoir le bout des doigts aussi hypersensibles ?
Pendant des millénaires, nos mains ont été des outils cruciaux pour trouver et manger de la nourriture, et nous aider à naviguer dans le monde. Ces tâches sont médiatisées par le toucher. La sensibilité aux textures, en particulier, pourrait être bénéfique sur le plan de l’évolution, car elle nous a aidés à détecter le bon type de nourriture : « La raison pour laquelle nous devons détecter et séparer les textures est que nous voulons séparer les bons aliments des mauvais », a expliqué Debrégeas. Un sens du toucher fin pourrait nous aider à éviter les articles pourris ou infectés.
Ajoutant du poids à cette idée, Debregéas a noté que le couplage des empreintes digitales et des corpuscules paciniens existe également chez d’autres animaux comme les chimpanzés et les koalas, qui s’appuient partiellement sur la sensibilité tactile pour les aider à trouver leur nourriture.
Debregéas souligne toutefois que son expérience ne prouve pas que les empreintes digitales ont évolué dans ce but. Mais c’est une thèse convaincante et élégante, néanmoins. « Il semble que tout concorde », a-t-il déclaré.
Loose ends and new questions
Malgré cela, Debrégéas pense en fait que les empreintes digitales pourraient servir les objectifs du toucher et de la préhension. « La raison pour laquelle nous sommes si doués pour manipuler et manier les choses est que nous avons ce sens exquis du toucher – une boucle de rétroaction constante entre ce que nous touchons et ce que nous ressentons », a-t-il expliqué. Cela « nous permet de corriger en temps réel la force avec laquelle nous allons saisir l’objet. »
Par exemple, si un objet glisse alors que vous le tenez, vous devez être capable de détecter le changement de sa surface avec le bout des doigts sensibles, afin de maintenir votre prise. M. Debrégeas pense donc qu’il est possible que notre sens du toucher et la précision de notre prise en main aient coévolué
Ennos réfléchit à une autre explication possible : Les empreintes digitales pourraient prévenir les ampoules, pense-t-il. « Une dernière idée que je privilégie est que les crêtes renforcent la peau dans certaines directions et l’aident à résister aux ampoules, tout en lui permettant de s’étirer à angle droit, afin que la peau maintienne le contact », a-t-il déclaré. « C’est un peu comme les renforts dans les pneus ».
Pour Ennos, ces nombreuses possibilités l’intriguent.
Alors, où cela nous mène-t-il ? Il semble que malgré le fait qu’elles offrent des preuves médico-légales irréfutables aux détectives et à la police, pour l’instant, nos empreintes digitales restent une sorte d’énigme.
- Des jumeaux identiques ont-ils des empreintes digitales identiques ?
- Pourquoi avons-nous le hoquet ?
- Pourquoi les odeurs déclenchent-elles des souvenirs forts ?
Originally published on Live Science.
Recent news
.