W 1910 roku Thomas Jennings uciekł z miejsca morderstwa, ale zostawił za sobą wskazówkę, która przypieczętowała jego los: doskonały odcisk jego palców w wysychającej farbie na poręczy, na zewnątrz domu, w którym popełnił zbrodnię. Odciski palców Jenningsa były pierwszym dowodem w śledztwie i doprowadziły do skazania go za morderstwo w 1911 roku.
Od tamtej pory odciski palców nadal stanowią kluczowy dowód w śledztwach kryminalistycznych. Te unikalne znaczniki tożsamości są tak idealnie dopasowane do zadań związanych z wykrywaniem przestępstw, że prawie jakby po to właśnie istniały.
Ale oczywiście tak nie jest. Co prowadzi nas do pytania: Dlaczego mamy odciski palców, i jaki biologiczny cel im służą?
Powiązane: 10 Things You Didn’t Know About You
Palce i tarcie
Okazuje się, że naukowcy historycznie nie zgadzali się co do odpowiedzi.
„Ludzie mieli dwa pomysły na temat odcisków palców: że pomagają poprawić przyczepność, i że pomagają poprawić percepcję dotyku”, powiedział Roland Ennos, badacz biomechaniki i profesor wizytujący biologii na Uniwersytecie w Hull w Wielkiej Brytanii.
Ennos spędził część swojej kariery na badaniu pierwszego pomysłu – że odciski palców zapewniają nam przyczepność. Przez długi czas była to teoria przewodnia, mówiąca o tym, że drobne zagłębienia i szczyty linii papilarnych tworzą tarcie między naszymi dłońmi a powierzchniami, których dotykamy.
Jednym z dowodów na poparcie tej teorii jest to, że opuszki palców mogą działać jak gumowe opony w samochodach, których giętka natura pozwala im dopasować się do powierzchni, po której się poruszają. W oponach, ta giętkość jest połączona z bieżnikiem przypominającym koryto, który zdobi ich powierzchnię – a to zwiększa powierzchnię opony, zwiększając tym samym tarcie i trakcję. Ennos chciał zbadać, jak dobrze ten pomysł sprawdzi się w eksperymencie laboratoryjnym.
„Chcieliśmy sprawdzić, czy tarcie palców zwiększa się wraz z powierzchnią styku, tak jak w przypadku opon” – powiedział Ennos w wywiadzie dla Live Science. Aby się tego dowiedzieć, badacze przeciągnęli płytę z pleksiglasu po opuszkach palców danej osoby, zmieniając siłę nacisku na różne próby i używając tuszu do odcisków palców, aby określić, jak duża część powierzchni ciała dotykała szkła.
Zaskakująco, eksperymenty te ujawniły, że „rzeczywisty obszar kontaktu został zmniejszony przez odciski palców, ponieważ doliny nie miały kontaktu” – powiedział Ennos w wywiadzie dla Live Science. Innymi słowy, w porównaniu z gładką skórą, która pokrywa resztę ciała, „odciski palców powinny zmniejszać tarcie, przynajmniej na gładkich powierzchniach.”
Nie obala to całkowicie idei, że odciski palców pomagają w chwytaniu, powiedział Ennos. Uważa się, że odciski palców mogą pomóc nam trzymać się powierzchni w mokrych warunkach, na przykład – kanały odprowadzają wodę podobnie jak bieżniki opon samochodowych – aby powstrzymać nasze ręce przed ślizganiem się po powierzchni. Jednak ten pomysł jest trudniejszy do przetestowania, ponieważ trudno jest idealnie naśladować zachowanie ludzkich odcisków palców w takich warunkach, powiedział Ennos.
Jest jednak inna teoria, która może mieć więcej wody: rola odcisków palców we wspomaganiu dotyku.
Mistrzowski dotyk
Kilka lat temu Georges Debrégeas, fizyk-biolog z Uniwersytetu Sorbonne w Paryżu, zastanawiał się nad brakiem rozstrzygającej teorii na temat tego, dlaczego mamy odciski palców, kiedy zaciekawiła go potencjalna rola dotyku. Nasze palce zawierają cztery rodzaje mechanoreceptorów, czyli komórek, które reagują na bodźce mechaniczne, takie jak dotyk. Debrégeas był szczególnie ciekawy jednego szczególnego typu mechanoreceptorów – ciałek Paciniana – które występują około 0,08 cala (2 milimetry) pod powierzchnią skóry w opuszkach palców. „Zainteresowały mnie ciałka Paciniana, ponieważ z poprzednich eksperymentów wiedzieliśmy, że te specyficzne receptory pośredniczą w percepcji delikatnej tekstury” – powiedział Debrégeas w wywiadzie dla Live Science.
Te mechanoreceptory są szczególnie wrażliwe na drobne drgania o ściśle określonej częstotliwości – 200 herców – i w ten sposób pomagają nadać opuszkom palców ich niezwykłą wrażliwość. Debrégeas zastanawiał się, czy odciski palców zwiększają tę wrażliwość.
Aby się o tym przekonać, on i jego koledzy zaprojektowali biomimetyczny czujnik dotykowy, urządzenie przypominające strukturą ludzki palec, z czujnikami wykrywającymi wibracje podobnie do tego, jak robią to ciałka Paciniana. Jedna wersja tego urządzenia była gładka, a druga miała na powierzchni grzbietowy wzór, który naśladował ludzki odcisk palca. Podczas przesuwania po powierzchni, ta z wypustkami przyniosła fascynujące odkrycie: wypustki na czujniku wzmocniły dokładną częstotliwość drgań, na które tak wrażliwe są ciałka Paciniana.
Działając jako zamiennik ludzkich opuszków palców, urządzenie sugerowało, że nasze odciski palców w podobny sposób przekazują te precyzyjne drgania do czujników znajdujących się pod skórą. Poprzez wzmocnienie tych drobnych i szczegółowych informacji sensorycznych, teoria głosi, że odciski palców zwiększają naszą wrażliwość dotykową kilkakrotnie. „Fakt, że umieszczamy odciski palców na skórze całkowicie zmienia naturę sygnałów” – powiedział Debrégeas.
Ale jaka jest korzyść z posiadania tak nadwrażliwych opuszków palców?
Przez tysiąclecia nasze ręce były kluczowymi narzędziami do znajdowania i spożywania pokarmu oraz pomagały nam poruszać się po świecie. Te zadania są zapośredniczone przez dotyk. Wrażliwość na tekstury, w szczególności, może być ewolucyjnie korzystne, ponieważ pomogła nam wykryć odpowiedni rodzaj żywności: „Powodem, dla którego musimy wykryć i oddzielić tekstury jest to, że chcemy oddzielić dobre jedzenie od złego”, Debrégeas wyjaśnił. Delikatny zmysł dotyku może pomóc nam uniknąć gnijących lub zainfekowanych produktów.
Dodając wagę do pomysłu, Debregéas zauważył, że parowanie odcisków palców i ciał Pacinian istnieje również u innych zwierząt, takich jak szympansy i koala, które częściowo polegają na wrażliwości dotykowej, aby pomóc im znaleźć ich jedzenie.
Debregéas podkreślił jednak, że jego eksperyment nie jest dowodem na to, że odciski palców wyewoluowały w tym celu. Ale jest to przekonująca i elegancka teza, mimo wszystko. „Wydaje się, że wszystko do siebie pasuje” – powiedział.
Luźne zakończenia i nowe pytania
Nawet w związku z tym Debrégeas uważa, że odciski palców mogą służyć celom zarówno dotyku, jak i chwytu. „Powodem, dla którego jesteśmy tak dobrzy w manipulowaniu i przenoszeniu rzeczy, jest to, że mamy ten doskonały zmysł dotyku – ciągłą pętlę sprzężenia zwrotnego pomiędzy tym, czego dotykamy, a tym, co czujemy” – wyjaśnia. To „pozwala nam korygować w czasie rzeczywistym siłę, z jaką zamierzamy chwycić obiekt”.
Na przykład, jeśli coś się ześlizgnie podczas trzymania, musisz być w stanie wykryć zmianę w jego powierzchni za pomocą wrażliwych opuszków palców, aby utrzymać chwyt. Debrégeas uważa więc, że możliwe jest, iż nasz zmysł dotyku i precyzyjny chwyt właściwie wyewoluowały
Ennos zastanawia się nad jeszcze jednym możliwym wyjaśnieniem: Jego zdaniem odciski palców mogą zapobiegać powstawaniu pęcherzy. „Ostateczny pomysł, który popieram, jest taki, że grzbiety wzmacniają skórę w niektórych kierunkach i pomagają jej oprzeć się pęcherzom, jednocześnie pozwalając jej rozciągać się pod kątem prostym, dzięki czemu skóra zachowuje kontakt” – powiedział. „Przypomina to trochę wzmocnienia w oponach”.
Dla Ennosa, te liczne możliwości go intrygują.
Więc, gdzie nas to pozostawia? Wygląda na to, że mimo iż nasze odciski palców stanowią niepodważalny dowód kryminalistyczny dla detektywów i policji, na razie pozostają czymś w rodzaju zagadki.
- Czy identyczne bliźnięta mają identyczne odciski palców?
- Dlaczego mamy czkawkę?
- Dlaczego zapachy wyzwalają silne wspomnienia?
Oryginalnie opublikowane na Live Science.
Ostatnie wiadomości