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

Косатки против белых медведей: кто на кого на самом деле охотится в Арктике

Косатки против белых медведей: кто на кого на самом деле охотится в Арктике

Папирус, таблички и береста: как учились дети в Древнем Египте, Риме и на Руси

Папирус, таблички и береста: как учились дети в Древнем Египте, Риме и на Руси

Плановая прививка убила десятки собак по всей России. Что не так с «Мультикан-8» и что делать владельцам

Плановая прививка убила десятки собак по всей России. Что не так с «Мультикан-8» и что делать владельцам

Новые посты

Зачем австралийцам «великая стена» против кошек

Зачем австралийцам «великая стена» против кошек

20 деревушек, словно сошедших со страниц сказочной книги

20 деревушек, словно сошедших со страниц сказочной книги

30 гениальных идей, которые очень хотелось бы видеть в наших школах

30 гениальных идей, которые очень хотелось бы видеть в наших школах

30 питомцев, которые недавно обрели новый дом и любящих хозяев

30 питомцев, которые недавно обрели новый дом и любящих хозяев

Четыре класса в одной комнате: как выглядела сельская школа в 1964 году

Четыре класса в одной комнате: как выглядела сельская школа в 1964 году

Лайфхаки на кухне: 30 советов, которые изменят вашу готовку

Лайфхаки на кухне: 30 советов, которые изменят вашу готовку

Сосиска с кетчупом на голове и ещё 21 дизайнерский провал, мимо которого трудно пройти без вопросов

Сосиска с кетчупом на голове и ещё 21 дизайнерский провал, мимо которого трудно пройти без вопросов

Как выглядят школьные классы в 15 странах мира: фотопроект Джулиана Джермена

Как выглядят школьные классы в 15 странах мира: фотопроект Джулиана Джермена

22 работы мастеров, которые превратили обычные материалы в произведения искусства

22 работы мастеров, которые превратили обычные материалы в произведения искусства

Школьная форма в России: от царских указов до полной анархии

Школьная форма в России: от царских указов до полной анархии

Ликующие родители, которые ждали и дождались-таки 1 сентября

Ликующие родители, которые ждали и дождались-таки 1 сентября

Художник Дарио Ортис Робледо: в шутку и всерьез о сексе,  религии и искусстве

Художник Дарио Ортис Робледо: в шутку и всерьез о сексе, религии и искусстве