- Как гласит теория эволюции, папиллярные узоры на пальцах появились у наших предков, которые жили на деревьях — по мнению ученых, обезьянам необходимо было чувствовать рельеф веток, а узоры на подушечках пальцев обеспечивали более широкое осязание. У современных животных этого вида нижняя поверхность хвоста, которым они хватаются за ветки для перемещения даже лишена шерсти и, более того, тоже имеет своеобразные «отпечатки», совсем как у людей на пальцах. Наконец, вишенка на торте: у человека и коалы практически идентичные папиллярные узоры — это видно даже невооруженным глазом! Коалы с приматами относительно эволюции разделились около 70 миллионов лет назад — ученые пришли к выводу, что «отпечатки пальцев» сумчатые обрели отдельно от обезьян. Вспомните, как питаются коалы: забираясь на эвкалипты, они набирают «полные лапки» листьев и кушают. Исходя из этого, происхождение дерматоглифов у милых медвежат проще всего объяснить адаптацией к необходимости «хватать и хвататься». Однако какую роль отпечатки играют для человека?
Первое, что приходит на ум — для поимки преступников. Чуть более века назад в 1910 году Томас Дженнингс стал первым человеком в истории, которого поймали на убийстве с помощью оставленных на высыхающих перилах отпечатков пальцев рядом с домом. Однако вряд ли матушка-природа наделила человека папиллярными узорами на коже рук именно для таких целей.
Откуда берутся узоры на пальцах?
Они формируются у внутриутробных малышей примерно к шести-семи месяцам. При этом узор на пальцах каждого человека уникален — даже у близнецов, имеющих одинаковую ДНК, разные отпечатки.
Папиллярные узоры выглядят в основном как дуги, завитки и петли. Они формируются в слое базальных клеток: эти клетки постоянно делятся, и новые постоянно продвигаются вверх. У плода внутри утробы матери базальные клетки делятся быстрее, чем во внешних слоях эпидермиса — это и является главной причиной образования множества узоров. И самое интересное заключается в том, что даже повреждение поверхностного слоя кожи не изменит отпечатков.
Это может выглядеть как несбыточная мечта преступника, и все же науке известен такой любопытный феномен, как адерматоглифия — мутация в гене SMARCAD1, благодаря которому «пальчики» гладкие, без узоров.
Зачем человеку нужны папиллярные узоры?
Исследуя вопрос предназначения узоров на подушечках пальцев у человека, ученые рассматривали две гипотезы. Первая основывалась на том, что рисунок на пальцах был придуман природой для облегчения сцепления рук с какой-либо поверхностью и улучшения осязания — здесь можно провести аналогию с зимней резиной на автомобиле. Чтобы проверить этот вариант, исследователи провели эксперимент, в ходе которого сравнили сходства функционального предназначения автомобильных шин с узорами на подушечках пальцев у человека.
На одном из нью-йоркских научпоп-ресурсов был опубликован еще один интересный эксперимент, в ходе которого ученые протягивали пластину из органического стекла между сложенными вместе подушечками пальцев, изменяя режим давления. Результат исследования очевиден: в местах, где поверхность пальцев была гладкой, площадь контакта стекла с пальцами была меньше.
Наши пальцы обладают четырьмя типами механических рецепторов — клеток, которые реагируют на прикосновения. Чтобы разобраться в гипотезе об улучшении осязательных способностей, исследователи тщательно изучили тельца Пачини, располагающихся на расстоянии примерно в 2 мм на подушечках пальцев — они отвечают за восприятие вибраций и тонких материй. Так был проведен еще один эксперимент, для которого был разработан биометрический тактильный датчик, способный различать вибрации по той же системе, что и тельца Пачини человека. При этом одна из версий механизма была с гладкой структурой, а вторая имела шероховатую поверхность, имитирующую человеческий палец. Стоит отметить, что рельефная поверхность устройства повышала частоту колебаний, к которым сверхвосприимчивы тельца Пачини. Исследователи полагали, что папиллярные узоры усиливают сенсорную восприимчивость к вибрациям и направляют их на сенсоры под кожей, что провоцирует усиление тонкой детальной сенсорной информации о поверхности.
Проведенный эксперимент стал подтверждением для одного из предположений о функции отпечатков пальцев в природе.
Какая практическая польза от сверхчувствительных пальцев?
На протяжении всей человеческой истории наши руки были главными инструментами для поиска, добычи и употребления пищи, а кроме того помогали нам ориентироваться на местности. Осязание помогало нам подобрать и правильный тип продуктов.
«Причина, по которой нам нужно обнаруживать и разделять типы поверхностей, заключается в том, что мы хотим отделить хорошую еду от плохой», — утверждает профессор из университета Сорбонны.
Он пояснил, что хорошее чувство осязания может помочь нам избежать гнилых или зараженных продуктов, и тем не менее, это всего лишь одна из самых популярных теорий — пока что ученые так и не смогли сойтись в едином мнении.
