Защо имаме пръстови отпечатъци?

През 1910 г. Томас Дженингс успял да избяга от сцена на убийство, но без да знае, оставил следа, която решава съдбата му: перфектен отпечатък от пръстите си. Отпечатъците на Дженингс стават първите, използвани някога в криминално разследване и водят до осъждането му за убийство през 1911г.

Оттогава пръстовите отпечатъци продължават да са важни доказателства в съдебно-медицинските разследвания. Тези уникални маркери за идентичност са толкова идеално пригодени за задачата да се борят с престъпността, че сякаш само за затова съществуват.

Разбира се, това не е така. Което ни води до въпроса: Защо всъщност имаме пръстови отпечатъци и каква е биологичната цел, за която те служат?

„Хората са имали две идеи относно пръстовите отпечатъци: че те помагат за подобряване на хващането на различни предмети и че помагат за подобряване на възприемането на допир“, казва Роланд Енос, изследовател по биомеханика и професор по биология в Университета в Хъл в Обединеното кралство.

Енос е прекарал част от кариерата си в изследване на първата идея – че пръстовите отпечатъци ни дават по добро хващане. От дълго време това е водещата теория – Тези миниатюрни вдлъбнатини и издатини правещи пръстовите отпечатъци, създават по-добри условия зя триене между нашите ръце и повърхностите, които докосваме и хващаме.

Едно от доказателствата в подкрепа на тази теория са гумите на автомобила, чиято гъвкава природа им позволява да се съобразяват с повърхността, на която пътуват. При гумите тази гъвкавост е сдвоена с протектори с разни шарки, които са на повърхността им и при това увеличава повърхността на гумата, като по този начин също увеличава триенето и сцеплението. Енос решава да проучи колко добре ще се потвърди тази идея в лабораторен експеримент.

„Искахме да проверим дали триенето се повишава с повишаване на контактната зона, както става при гумите“, казва Енос. За да разберат, изследователите преместват стъклена плочка върху пръста на човек, като променят натиска при отделните опити и използват мастило, което да покаже каква част от пръста има допир със стъклото.

Изненадващо тези експерименти разкриват, че „действителната площ на контакт е намалена от пръстовите отпечатъци, тъй като вдлъбнатините не са осъществили контакт със стъклената плочка“, казва Енос пред изданието Live Science. „Става ясно, че отпечатъците всъщност намаляват триенето, поне върху гладки повърхности.“

Това обаче не развенчава напълно идеята, че пръстовите отпечатъци подпомагат хващането, обяснява Енос. Тази идея обаче, е по-трудна за тестване, защото е трудно да се имитира идеално поведението на човешки пръстови отпечатъци при тези условия, казва той.

Но има и друга теория, която може да е по-стойностна – ролята на пръстовите отпечатъци е да подпомагат усещането за допир.

Преди няколко години Жорж Дебрегеас, физик-биолог в Сорбоната в Париж, размишлява за липсата на категорична теория, която да обяснява наличието на пръстовите отпечатъци. Нашите пръсти съдържат четири вида механорецептори или клетки, които реагират на механична стимулация като допир. Дебрегеас е особено впечатлен от един конкретен тип механорецептор, който се появява на около 2 милиметра под повърхността на кожата на върха на пръстите. „Те ме заинтересуваха, тъй като от предишни експерименти знаехме, че тези специфични рецептори посредничат при възприемането на фината текстура“, казва Дебрегеас пред изданието Live Science.

Тези механорецептори са особено чувствителни към малки вибрации с точна честота – 200 херца – и по този начин помагат за изключителната чувствителност на върха на пръстите. Дебрегеас иска да разбере дали пръстовите отпечатъци подобряват тази чувствителност.

За тази цел, той и неговите колеги са проектирали биомиметичен тактилен сензор, една джаджа, наподобяваща структурата на човешки пръст, със сензори, които биха засекли вибрации, подобно на начина, по който правят това тактилните рацептори. Една версия на това устройство е гладка, а друга – с набразден модел на повърхността, имитиращ човешки пръстов отпечатък. Когато се мести над повърхността, набраздената версия даде интересно откритие: набразденият сензор усилва точната честота на вибрациите, към които тактилните рецептори са толкова чувствителни.

Действайки като заместител на върхове на пръстите, джаджата подсказва, че нашите пръстови отпечатъци по подобен начин канализират тези прецизни вибрации към сензорите под кожата. , Чрез усилване на тази фина и подробна сензорна информация, пръстовите отпечатъци увеличават многократно нашата тактилна чувствителност. „Наличието на пръстови отпечатъци върху кожата, напълно променя естеството на получаваните сигнали“, казва Дебрегеас.

Но каква е ползата от наличието на такива свръхчувствителни пръсти?

От хилядолетия ръцете ни са били решаващи инструменти за намиране и консумация на храна и ни помагат да се ориентираме по света. Тези задачи се осъществяват чрез докосване. Чувствителността към текстурата на обектите, може да подпомогне еволюцията, защото позволява да се открие подходящата храна. Финото усещане за допир може да ни помогне да избегнем изгнилите или заразени предмети, да разграничим добрата от лошата храна.

С възможностите на пръстовите отпечатъци и тактилните сензори разполагат и други животни като шимпанзета и коали, които частично разчитат на тактилна чувствителност, за да им помогне да намерят храната си.

Дебрегеас обаче подчертава, че експериментът му не е доказателство, че отпечатъците от пръсти се развиват за тази цел, но все пак това е една убедителна възможна теза.

Въпреки това, Дебрегеас всъщност смята, че пръстовите отпечатъци могат да служат на целите на докосване и захващане. „Причината да сме толкова добри в манипулирането и боравенето с нещата е, защото имаме това изящно усещане за допир – постоянен цикъл за обратна връзка между това, което докосваме и това, което чувстваме“, обясни той. Това „ни позволява да коригираме в реалното време силата с която да хванем обекта.“

Например, ако нещо се подхлъзне, докато го държите, трябва да можете да откриете промяната на повърхността му с чувствителни пръсти, за да поддържате сцеплението си. Така че Дебрегеас смята, че е възможно финото ни чувство за допир и точната сила на хващане да са се развивали едновременно и да са се подпомагали.

Енос размишлява над още едно възможно обяснение: Отпечатъците могат да предотвратят появата на мехури, смята той. „Крайна идея е, че тези вдлъбнатини и издатини подсилват кожата в някои посоки и й помагат да се съпротивлява на появата на мехури, като все пак й позволява да се разтегне под правилния ъгъл, така че да поддържа контакта при допир“, казва той. „Това е също като подсилването на автомобилните гуми.“

Изглежда, че въпреки възможността им да предоставят неопровержими доказателства за извършено престъпление, засега пръстовите отпечатъци си остават нещо загадъчно и не докрай обяснено.