В 1910 году Томас Дженнингс скрылся с места убийства, но он оставил за собой зацепку: идеальный рисунок его отпечатков пальцев на высыхающей краске перил возле дома, где он совершил преступление. Отпечатки пальцев Дженнингса были первыми в истории, которые были использованы в качестве доказательств в уголовном расследовании , и они привели к его осуждению за убийство в 1911 году.
С тех пор отпечатки пальцев продолжают фигурировать в качестве важнейших доказательств в судебных расследованиях. Эти уникальные маркеры идентичности настолько идеально подходят для раскрытия совершенных преступлений, что кажется именно поэтому они существуют.
Но, конечно, это не так. Что приводит нас к вопросу: почему у нас есть отпечатки пальцев, и какой биологической цели они служат?
Хваткость и трение
Оказывается, не все ученые согласились с ответом.
«У людей было две идеи относительно отпечатков пальцев: что они помогают улучшить цепкость с предметами и что они помогают улучшить сенсорное восприятие», - сказал Роланд Эннос, исследователь биомеханики и приглашенный профессор биологии в Университете Халла в Соединенном Королевстве.
Эннос провел часть своей карьеры, исследуя первую идею - что отпечатки пальцев дают нам силу сцепления. Долгое время это была руководящая теория, согласно которой крошечные впадины и пики отпечатков пальцев создают трение между нашими руками и поверхностями, к которым мы прикасаемся.
«Мы хотели посмотреть, увеличивается ли трение пальцев в области контакта, как в шинах», - сказал Эннос в интервью Live Science. Чтобы выяснить это, исследователи перетаскивали пластину из плексигласа через подушечки пальцев человека, изменяя силу при разных попытках и используя чернила отпечатка пальца, чтобы определить, какая часть области плоти касалась стекла.
Удивительно, но эти эксперименты показали, что «фактическая площадь контакта была уменьшена благодаря отпечаткам пальцев, потому что долины не соприкасались», сказал Эннос Live Science. Другими словами, по сравнению с гладкой кожей, которая покрывает остальную часть тела, «отпечатки пальцев должны уменьшать трение, по крайней мере, на гладких поверхностях».
Это не полностью опровергает идею, что отпечатки пальцев помогают сцеплению, сказал Эннос. Считается, что отпечатки пальцев могут помочь нам, например, схватить поверхность в условиях влаги, а отпечатки - каналы, отводящие воду, как это делают протекторы автомобильных шин, - чтобы наши руки не скользили по поверхности. Тем не менее, эту идею труднее проверить, потому что в этих условиях трудно идеально имитировать поведение человеческих отпечатков пальцев, сказал Эннос.
Но есть и другая теория, которая может содержать больше информации: роль отпечатков пальцев в помощи к тактильному ощущению.
Мастерское прикосновение
Несколько лет назад Жорж Дебреже, физик, ставший биологом в Сорбоннском университете в Париже, размышлял об отсутствии убедительной теории о том, почему у нас есть отпечатки пальцев, когда ему стало любопытно о потенциальной роли осязания . Наши пальцы содержат четыре типа механорецепторов, или клеток, которые реагируют на механическую стимуляцию, как прикосновение. Дебрегею было особенно любопытно узнать об одном конкретном типе механорецепторов - тельцах Пацини - которые встречаются на расстоянии около 0,08 дюйма (2 миллиметра) ниже поверхности кожи кончиками пальцев. «Я был заинтересован в пакинианских тельцах, потому что мы знали из предыдущих экспериментов, что эти специфические рецепторы опосредуют восприятие тонкой текстуры», - сказал Дебрегеас в интервью Live Science.
Эти механорецепторы особенно чувствительны к крошечным вибрациям точной частоты - 200 герц - и, таким образом, помогают придать нашим пальцам чрезвычайную чувствительность. Дебрегею стало интересно, повышают ли отпечатки пальцев эту чувствительность.
Чтобы выяснить это, он и его коллеги сконструировали биомиметический тактильный датчик, устройство, напоминающее структуру человеческого пальца, с датчиками, которые будут обнаруживать вибрации так же, как это делают пакинианские тельца. Одна версия этого устройства была гладкой, а другая имела рельефный рисунок на поверхности, имитирующий отпечаток человеческого пальца. Перемещаясь по поверхности, ребристый привел к удивительному открытию : гребни на датчике усиливали точную частоту колебаний, к которым так чувствительны тельца Пачини.
Действуя как прокси для человеческих кончиков пальцев, разработчики предположили, что наши отпечатки пальцев будут аналогичным образом направлять эти точные вибрации на сенсоры под кожей. , Усиливая эту тонкую и детальную сенсорную информацию, теория гласит, что отпечатки пальцев увеличивают нашу тактильную чувствительность в несколько раз. «Тот факт, что вы носите отпечатки пальцев на коже, полностью меняет природу сигналов», - сказал Дебрегеас.
Но какая польза от таких гиперчувствительных пальцев?
На протяжении тысячелетий наши руки были важнейшими инструментами для поиска и употребления пищи и помогали нам ориентироваться в мире. Эти задачи опосредованы на ощупь. Чувствительность к текстурам, в частности, может быть полезна с точки зрения эволюции, поскольку она помогла нам определить правильный тип пищи: «Причина, по которой нам нужно обнаруживать и отделять текстуры, заключается в том, что мы хотим отделить хорошую еду от плохой», - Дебрегез. объяснил. Хорошее чувство осязания может помочь нам избежать сгнивших или зараженных предметов.
Дебреаас подчеркнул, однако, что его эксперимент не является доказательством того, что отпечатки пальцев эволюционировали для этой цели. Но, тем не менее, это убедительный и элегантный тезис. «Кажется, все совпадает», - сказал он.
Слабые концы и новые вопросы
Несмотря на это, Дебреге на самом деле считает, что отпечатки пальцев могут служить целям как прикосновения, так и захвата. «Причина, по которой мы так хорошо умеем манипулировать и обрабатывать вещи, заключается в том, что у нас есть это изысканное чувство осязания - постоянная петля обратной связи между тем, что мы трогаем, и тем, что мы чувствуем», - пояснил он. Это «позволяет нам в реальном времени корректировать силу, с которой мы собираемся схватить объект».
Например, если что-то проскальзывает, когда вы держите его, вы должны быть в состоянии обнаружить изменение на его поверхности с помощью чувствительных кончиков пальцев, чтобы сохранить контроль . Таким образом, Дебрежеш считает, что наше тонкое чувство осязания и точная хватка фактически развились
Похоже, несмотря на то, что отпечатки являются хорошим инструментом раскрытия преступления и в последствии неопровержимыми уликами, они все же служат не для этой конкретной цели и хранят в себе еще много загадок.
Спасибо большое за твой ЛАЙК, тем самым ТЫ мотивируешь делать больше контента, а статьи интересней и качественней! Твой вклад неоценимо велик! Так держать!
Если понравилась статья - можешь подписаться и оставить комментарий.
Тебя ждут много интересных, удивительных, научных и совершенно необъяснимых историй со всего мира