Nel 1910, Thomas Jennings fuggì dalla scena di un omicidio, ma lasciò un indizio che avrebbe segnato il suo destino: un’impronta perfetta delle sue impronte digitali nella vernice essiccata di una ringhiera, fuori dalla casa dove aveva commesso il crimine. Le impronte di Jennings furono le prime ad essere utilizzate come prova in un’indagine criminale, e portarono alla sua condanna per omicidio nel 1911.
Da allora, le impronte digitali hanno continuato ad essere una prova cruciale nelle indagini forensi. Questi marcatori d’identità unici sono così idealmente adatti al compito di arrestare un crimine, che è quasi come se esistessero per questo.
Ma naturalmente non è così. Il che ci porta alla domanda: Perché abbiamo le impronte digitali, e quale scopo biologico hanno?
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Dita e attrito
Si è scoperto che gli scienziati sono storicamente in disaccordo sulla risposta.
“Le persone hanno avuto due idee sulle impronte digitali: che aiutano a migliorare la presa e che aiutano a migliorare la percezione del tatto”, ha detto Roland Ennos, un ricercatore di biomeccanica e visiting professor di biologia all’Università di Hull nel Regno Unito.
Ennos ha passato parte della sua carriera a studiare la prima idea – che le impronte digitali ci danno la presa. Per molto tempo, questa è stata la teoria guida, che i minuscoli avvallamenti e picchi delle impronte digitali creano attrito tra le nostre mani e le superfici che tocchiamo.
Una prova a sostegno di questa teoria è che i polpastrelli potrebbero funzionare come i pneumatici di gomma delle automobili, la cui natura flessibile permette loro di conformarsi alla superficie su cui viaggiano. Nei pneumatici, questa duttilità è accoppiata con battistrada simili a scanalature che decorano la loro superficie – e questo ingrandisce la superficie del pneumatico, aumentando così anche l’attrito e la trazione. Ennos ha voluto indagare quanto bene questa idea avrebbe retto in un esperimento di laboratorio.
“Volevamo vedere se l’attrito delle dita sale con l’area di contatto come nei pneumatici”, ha detto Ennos a Live Science. Per scoprirlo, i ricercatori hanno trascinato una piastra di perspex sui polpastrelli di una persona, variando la forza su diversi tentativi e usando l’inchiostro delle impronte digitali per determinare quanta parte dell’area della carne toccava il vetro.
Sorprendentemente, questi esperimenti hanno rivelato che “l’effettiva area di contatto era ridotta dalle impronte digitali, perché le valli non facevano contatto”, ha detto Ennos a Live Science. In altre parole, rispetto alla pelle liscia che copre il resto del corpo, “le impronte digitali dovrebbero ridurre l’attrito, almeno sulle superfici lisce”.”
Questo non sfata completamente l’idea che le impronte digitali aiutano la presa, ha detto Ennos. Si pensa che le impronte digitali potrebbero aiutarci ad afferrare le superfici in condizioni di bagnato, per esempio – i canali assorbono l’acqua come fanno i battistrada dei pneumatici delle automobili – per impedire alle nostre mani di scivolare su una superficie. Tuttavia, questa idea è più difficile da testare perché è difficile imitare perfettamente il comportamento delle impronte umane in queste condizioni, ha detto Ennos.
Ma c’è un’altra teoria, che potrebbe essere più convincente: il ruolo delle impronte digitali nel favorire il tatto.
Tocco magistrale
Alcuni anni fa, Georges Debrégeas, un fisico diventato biologo all’Università Sorbona di Parigi, stava riflettendo sulla mancanza di una teoria conclusiva sul perché abbiamo le impronte digitali, quando si è incuriosito sul ruolo potenziale del tatto. Le nostre dita contengono quattro tipi di meccanorecettori, o cellule che rispondono alla stimolazione meccanica come il tatto. Debrégeas era particolarmente incuriosito da un particolare tipo di meccanorecettore – i corpuscoli paciniani – che si trovano a circa 2 millimetri sotto la superficie della pelle nei polpastrelli. “Ero interessato ai corpuscoli paciniani perché sapevamo, da esperimenti precedenti, che questi recettori specifici mediano la percezione della consistenza fine”, ha detto Debrégeas a Live Science.
Questi meccanorecettori sono particolarmente sensibili a piccole vibrazioni di una frequenza precisa – 200 hertz – e quindi contribuiscono a dare ai nostri polpastrelli la loro estrema sensibilità. Per scoprirlo, lui e i suoi colleghi hanno progettato un sensore tattile biomimetico, un aggeggio che assomiglia alla struttura di un dito umano, con sensori che rilevano le vibrazioni in modo simile a quello dei corpuscoli paciniani. Una versione di questo dispositivo era liscia, e un’altra aveva un motivo a creste sulla superficie che imitava un’impronta digitale umana. Quando è stato spostato su una superficie, quello con le creste ha fatto una scoperta affascinante: le creste sul sensore hanno amplificato l’esatta frequenza delle vibrazioni a cui i corpuscoli paciniani sono così sensibili.
Facendo da proxy per i polpastrelli umani, l’aggeggio ha suggerito che le nostre impronte digitali avrebbero analogamente canalizzato queste precise vibrazioni ai sensori sotto la pelle. Amplificando queste informazioni sensoriali fini e dettagliate, la teoria è che le impronte digitali aumentano quindi la nostra sensibilità tattile di molte volte. “Il fatto di mettere le impronte digitali sulla pelle cambia completamente la natura dei segnali”, ha detto Debrégeas.
Ma qual è il vantaggio di avere dei polpastrelli così ipersensibili?
Per millenni, le nostre mani sono state strumenti cruciali per trovare e mangiare il cibo, e per aiutarci a navigare nel mondo. Questi compiti sono mediati dal tatto. La sensibilità alle consistenze, in particolare, potrebbe essere evolutivamente vantaggiosa perché ci ha aiutato a individuare il giusto tipo di cibo: “La ragione per cui abbiamo bisogno di rilevare e separare le consistenze è che vogliamo separare il cibo buono da quello cattivo”, ha spiegato Debrégeas. Un sottile senso del tatto potrebbe aiutarci ad evitare oggetti marci o infetti”.
Aggiungendo peso all’idea, Debregéas ha notato che l’accoppiamento delle impronte digitali e dei corpuscoli paciniani esiste anche in altri animali come gli scimpanzé e i koala, che si affidano parzialmente alla sensibilità tattile per trovare il cibo.
Debregéas ha sottolineato, tuttavia, che il suo esperimento non è la prova che le impronte digitali si siano evolute per questo scopo. Ma è comunque una tesi convincente ed elegante. “Sembra che tutto corrisponda”, ha detto.
Fine libere e nuove domande
Anche così, Debrégeas pensa effettivamente che le impronte digitali potrebbero servire gli obiettivi sia del tatto che della presa. “La ragione per cui siamo così bravi a manipolare e maneggiare le cose è perché abbiamo questo squisito senso del tatto – un costante ciclo di feedback tra ciò che tocchiamo e ciò che sentiamo”, ha spiegato. Questo “ci permette di correggere in tempo reale la forza con cui stiamo per afferrare l’oggetto”.
Per esempio, se qualcosa scivola mentre la stai tenendo, devi essere in grado di rilevare il cambiamento della sua superficie con i polpastrelli sensibili, al fine di mantenere la tua presa. Quindi Debrégeas pensa che sia possibile che il nostro fine senso del tatto e la presa precisa si siano co-evoluti
Ennos riflette su un’altra possibile spiegazione: Le impronte digitali potrebbero prevenire le vesciche, crede. “Un’ultima idea che favorisco è che le creste rinforzino la pelle in alcune direzioni e la aiutino a resistere alle vesciche, pur consentendole di allungarsi ad angolo retto, così la pelle mantiene il contatto”, ha detto. “Questo è un po’ come i rinforzi nei pneumatici”.
A Ennos, queste molte possibilità lo intrigano.
Quindi, dove ci porta tutto questo? Sembra che, pur offrendo prove forensi inconfutabili a detective e polizia, per ora le nostre impronte digitali rimangano un po’ un enigma.
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Originariamente pubblicato su Live Science.
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