Ученые раскрыли секрет появления отпечатков пальцев

0

Всем известно, что отпечатки пальцев каждого человека абсолютно уникальны. Это сложно себе представить, но в мире нет двух людей, у которых бы совпадали линии на коже ладоней. До недавнего времени происхождение этих узоров оставалось для науки загадкой. Однако международная команда исследователей наконец раскрыла механизм, лежащий в основе формирования дактилоскопических рисунков.

Микроскопическое изображение отпечатков пальцев человека, крупный план

Загадка, остававшаяся неразгаданной более века

Более ста лет дактилоскопия служит надёжным инструментом в криминалистике. Позже появились биометрические системы, которые используют отпечатки для идентификации личности — от разблокировки смартфонов до контроля доступа на секретные объекты. Удивительно, но при всей практической пользе человечество долгое время не знало, почему эти узоры возникают и почему они уникальны даже у генетически идентичных людей.

Эмбрион человека на ранней стадии развития, клетки кожи формируют первые узоры

Формирование отпечатков начинается ещё в утробе матери

Когда-то учёные предполагали, что за рисунок отвечают гены. Но эта гипотеза быстро рухнула: даже у однояйцевых близнецов отпечатки пальцев различаются. Ключ к разгадке оказался не в ДНК, а в физико-химических процессах, управляющих развитием тканей. Неожиданно важную роль сыграли… мыши. Исследователи наблюдали за формированием узоров на лапках эмбрионов грызунов и обнаружили универсальный механизм, действующий и у человека.

Система Тьюринга: как природа рисует узоры

Оказалось, что формирование отпечатков подчиняется так называемой «реакционно-диффузионной системе», впервые описанной английским математиком Аланом Тьюрингом в 1950-х годах. Согласно его теории, в развивающихся тканях действуют два типа молекул: одни стимулируют рост определённых структур, другие — подавляют их. Их взаимодействие порождает сложные, самопроизвольно возникающие узоры — волны, пятна, полосы.

A closeup shot of a human finger skin on a black background

Этот принцип действует не только в случае с отпечатками. Именно так появляются полосы зебры, пятна жирафа и уникальный рисунок носа у собак и кошек. Отслеживая развитие отпечатков пальцев у мышей и в культурах человеческих клеток, биологи заметили, что клетки ведут себя в строгом соответствии с законами реакции-диффузии. Поэтому гребешки на коже извиваются как волны и взаимодействуют друг с другом, создавая неповторимый рельеф.

Три точки зарождения уникального рисунка

Процесс формирования отпечатков запускается в трёх ключевых зонах пальца: на самом кончике, в верхней части подушечки и в области второй фаланги. На начальном этапе это напоминает формирование волосяного фолликула. Отличие лишь в том, что для волос задействуются более глубокие слои кожи, тогда как узоры папиллярных линий возникают в эпидермисе.

Схема формирования папиллярных узоров на коже человека

 

Схема формирования папиллярных узоров

Биологи уверены: если в будущем появится технология, способная считывать микроструктуру роста волос, окажется, что и она неповторима — и строится по тому же принципу Тьюринга. Таким образом, уникальность человека проявляется не только в генах, но и в физике его собственного тела.

А вы задумывались, что каждый ваш отпечаток — это результат математического закона, открытого ещё в середине XX века? Какие ещё «тайны тела» могут быть объяснены простыми физическими принципами?

Смотрите также — О чем могут рассказать руки человека. Фотопроект Омара Реды

А вы знали, что у нас есть Telegram?

Подписывайтесь, если вы ценитель красивых фото и интересных историй!

Популярное

Самые горячие темы

Проклятие Ягеллона: наука против мистики, или Что убило 15 польских ученых

Проклятие Ягеллона: наука против мистики, или Что убило 15 польских ученых

Как выглядит безопасная кухня: правила, которые шеф-повара соблюдают, а вы — нет

Как выглядит безопасная кухня: правила, которые шеф-повара соблюдают, а вы — нет

Этот сорняк может ослепить вас за один день — и он растёт прямо за городом

Этот сорняк может ослепить вас за один день — и он растёт прямо за городом

Новые посты

«Девочка с косичками» из «Волшебника страны Оз»: как Голливуд сломал Джуди Гарланд еще до совершеннолетия

«Девочка с косичками» из «Волшебника страны Оз»: как Голливуд сломал Джуди Гарланд еще до совершеннолетия

20 котов, которые то ли окончательно сломались, то ли прокачались до нового уровня

20 котов, которые то ли окончательно сломались, то ли прокачались до нового уровня

Пугающие города-призраки со всего света

Пугающие города-призраки со всего света

Наука мороженого: почему оно тает, кристаллизуется и почему голова болит от холода

Наука мороженого: почему оно тает, кристаллизуется и почему голова болит от холода

Как увеличить шанс на выживание в авиакатастрофе

Как увеличить шанс на выживание в авиакатастрофе

Гиганты и карлики животного мира: контрасты, заметные лишь при сравнении

Гиганты и карлики животного мира: контрасты, заметные лишь при сравнении

10 городов мира, в которых почти не бывает Солнца

10 городов мира, в которых почти не бывает Солнца

Фотографии нью-йоркского метро 1940-х, сделанные молодым Стэнли Кубриком

Фотографии нью-йоркского метро 1940-х, сделанные молодым Стэнли Кубриком

25 простых, но гениальных решений, которые хорошо бы внедрить повсюду

25 простых, но гениальных решений, которые хорошо бы внедрить повсюду

8 водоемов, которые лучше обходить стороной

8 водоемов, которые лучше обходить стороной

Пять гендеров и две души: решение полового вопроса у индейцев

Пять гендеров и две души: решение полового вопроса у индейцев

Как футбольный матч стал причиной международного конфликта

Как футбольный матч стал причиной международного конфликта