In 1910 vluchtte Thomas Jennings weg van de plaats van een moord, maar hij liet een aanwijzing achter die zijn lot zou bezegelen: een perfecte afdruk van zijn vingerafdrukken in de drogende verf van een reling, buiten het huis waar hij de misdaad had gepleegd. De vingerafdrukken van Jennings waren de eerste die ooit als bewijsmateriaal in een strafrechtelijk onderzoek werden gebruikt, en zij leidden tot zijn veroordeling voor moord in 1911.
Sindsdien zijn vingerafdrukken cruciaal bewijsmateriaal in forensisch onderzoek gebleven. Deze unieke identiteitskenmerken zijn zo ideaal voor het opsporen van een misdrijf, dat het bijna lijkt alsof ze daarom bestaan.
Maar dat is natuurlijk niet het geval. Dat brengt ons bij de vraag: Waarom hebben we vingerafdrukken, en welk biologisch doel dienen ze?
Gerelateerd: 10 dingen die je nog niet wist over jezelf
Vingers en wrijving
Het blijkt dat wetenschappers het van oudsher niet eens zijn over het antwoord.
“Mensen hebben twee ideeën over vingerafdrukken: dat ze helpen de grip te verbeteren, en dat ze helpen de tastwaarneming te verbeteren,” zei Roland Ennos, een biomechanica-onderzoeker en gasthoogleraar biologie aan de Universiteit van Hull in het Verenigd Koninkrijk.
Ennos heeft een deel van zijn carrière besteed aan het onderzoeken van het eerste idee – dat vingerafdrukken ons grip geven. Lange tijd is dit de leidende theorie geweest, dat de minuscule dalen en pieken in de vingerafdrukken wrijving creëren tussen onze handen en de oppervlakken die we aanraken.
Eén bewijs voor deze theorie is dat vingertoppen misschien werken als de rubberen banden van auto’s, die zich door hun buigzaamheid kunnen aanpassen aan het oppervlak waarover ze rijden. Bij banden gaat deze plooibaarheid gepaard met een profiel dat het oppervlak versiert – en dit vergroot het oppervlak van de band, waardoor ook de wrijving en tractie toenemen. Ennos wilde onderzoeken hoe goed dit idee stand zou houden in een laboratoriumexperiment.
“We wilden zien of de wrijving van de vingers toeneemt met het contactoppervlak, net zoals dat bij banden het geval is,” vertelde Ennos aan Live Science. Om daar achter te komen sleepten de onderzoekers een perspex plaat over de vingerzolen van een persoon, waarbij ze de kracht varieerden over verschillende pogingen en met behulp van vingerafdrukinkt bepaalden hoeveel van het vleesoppervlak het glas raakte.
Verrassend genoeg bleek uit deze experimenten dat “het werkelijke contactoppervlak werd verminderd door de vingerafdrukken, omdat de valleien geen contact maakten,” vertelde Ennos aan Live Science. Met andere woorden, in vergelijking met de gladde huid die de rest van het lichaam bedekt, “zouden vingerafdrukken de wrijving moeten verminderen, tenminste op gladde oppervlakken.”
Dit ontkracht niet volledig het idee dat vingerafdrukken helpen bij grip, zei Ennos. Er wordt gedacht dat vingerafdrukken ons kunnen helpen grip te houden op bijvoorbeeld natte oppervlakken – de kanalen voeren water af, net zoals het profiel van autobanden dat doet – zodat onze handen niet over een oppervlak uitglijden. Dit idee is echter moeilijker te testen omdat het moeilijk is het gedrag van menselijke vingerafdrukken onder deze omstandigheden perfect na te bootsen, aldus Ennos.
Maar er is een andere theorie, die misschien meer hout snijdt: de rol van vingerafdrukken bij aanraking.
Masterful touch
Een paar jaar geleden dacht Georges Debrégeas, een fysicus die bioloog werd aan de Sorbonne-universiteit in Parijs, na over het gebrek aan een sluitende theorie over waarom we vingerafdrukken hebben, toen hij nieuwsgierig werd naar de mogelijke rol van aanraking. Onze vingers bevatten vier soorten mechanoreceptoren, of cellen die reageren op mechanische prikkels zoals aanraking. Debrégeas was vooral nieuwsgierig naar één bepaald type mechanoreceptor – de Pacinian corpuscles – die ongeveer 2 millimeter onder het huidoppervlak van de vingertoppen voorkomen. “Ik was geïnteresseerd in de Pacinian corpuscles omdat we uit eerdere experimenten wisten dat deze specifieke receptoren de perceptie van fijne textuur mediëren,” vertelde Debrégeas aan Live Science.
Deze mechanoreceptoren zijn bijzonder gevoelig voor minuscule trillingen van een precieze frequentie – 200 hertz – en helpen zo onze vingertoppen hun extreme gevoeligheid te geven. Debrégeas vroeg zich af of vingerafdrukken deze gevoeligheid versterken.
Om daar achter te komen ontwierpen hij en zijn collega’s een biomimetische tastsensor, een apparaat dat lijkt op de structuur van een menselijke vinger, met sensoren die trillingen zouden detecteren op een vergelijkbare manier als de Pacinian corpuscles dat doen. Eén versie van dit apparaat was glad, een andere had een geribbeld patroon op het oppervlak dat een menselijke vingerafdruk nabootste. Wanneer de geribbelde versie over een oppervlak werd bewogen, leverde dat een fascinerende ontdekking op: de ribbels op de sensor versterkten de exacte trillingsfrequentie waar de Pacinian corpuscles zo gevoelig voor zijn.
Het apparaatje, dat fungeerde als proxy voor menselijke vingertoppen, suggereerde dat onze vingerafdrukken deze precieze trillingen op vergelijkbare wijze naar sensoren onder de huid zouden kanaliseren. . Door deze fijne en gedetailleerde zintuiglijke informatie te versterken, zouden vingerafdrukken volgens de theorie onze tactiele gevoeligheid dus meer dan verdubbelen. “Het feit dat je vingerafdrukken op de huid aanbrengt, verandert de aard van de signalen volledig”, aldus Debrégeas.
Maar wat is het voordeel van zulke overgevoelige vingertoppen?
Millennia lang zijn onze handen cruciale hulpmiddelen geweest bij het vinden en eten van voedsel, en bij het navigeren in de wereld. Deze taken worden bemiddeld door de tastzin. Met name de gevoeligheid voor textuur kan evolutionair gezien gunstig zijn, omdat het ons heeft geholpen het juiste voedsel te vinden: “De reden waarom we textuur moeten detecteren en onderscheiden, is dat we het goede voedsel van het slechte voedsel willen scheiden,” legt Debrégeas uit. Een fijne tastzin kan ons helpen om rottende of geïnfecteerde producten te vermijden.
Dat dit idee kracht bijzet, merkte Debregéas op dat de combinatie van vingerafdrukken en Pacinian corpuscles ook voorkomt bij andere dieren, zoals chimpansees en koala’s, die gedeeltelijk vertrouwen op tastgevoeligheid om hun voedsel te vinden.
Debregéas benadrukte echter dat zijn experiment niet bewijst dat vingerafdrukken voor dit doel zijn geëvolueerd. Maar het is niettemin een overtuigende en elegante stelling. “Het lijkt erop dat alles klopt,” zei hij.
Losse eindjes en nieuwe vragen
Hoe dan ook, Debrégeas denkt eigenlijk dat vingerafdrukken de doelen van zowel tast als grip zouden kunnen dienen. “De reden waarom we zo goed zijn in het manipuleren en hanteren van dingen is dat we een voortreffelijke tastzin hebben – een constante feedback loop tussen wat we aanraken en wat we voelen,” legde hij uit. Dat “stelt ons in staat om in real time de kracht te corrigeren waarmee we het object gaan vastpakken.”
Als iets bijvoorbeeld wegglijdt terwijl je het vasthoudt, moet je de verandering in het oppervlak met gevoelige vingertoppen kunnen waarnemen om je grip te behouden. Debrégeas denkt dus dat het mogelijk is dat onze fijne tastzin en precieze grip eigenlijk samen geëvolueerd zijn
Ennos denkt na over nog een andere mogelijke verklaring: Vingerafdrukken zouden blaren kunnen voorkomen, denkt hij. “Een laatste idee waar ik voorstander van ben, is dat de ribbels de huid in sommige richtingen versterken en helpen om blaarvorming te voorkomen, terwijl de huid in een rechte hoek kan uitrekken, zodat de huid contact blijft houden,” zei hij. “Dit is een beetje zoals de verstevigingen in banden.”
Voor Ennos intrigeren deze vele mogelijkheden hem.
Dus, waar staan we nu? Het lijkt erop dat onze vingerafdrukken, ondanks onweerlegbaar forensisch bewijs voor rechercheurs en politie, voorlopig nog een raadsel blijven.
- Heeft een identieke tweeling identieke vingerafdrukken?
- Waarom hikken we?
- Waarom triggeren geuren sterke herinneringen?
Oorspronkelijk gepubliceerd op Live Science.
Recent nieuws