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

30 зданий, которые выглядят как логова суперзлодеев

30 зданий, которые выглядят как логова суперзлодеев

Зашли в комнату и забыли зачем? Учёные знают, почему так происходит

Зашли в комнату и забыли зачем? Учёные знают, почему так происходит

Настоящий мотылёк внутри гиганта — история первого в мире компьютерного бага

Настоящий мотылёк внутри гиганта — история первого в мире компьютерного бага

Новые посты

История «Милуокского каннибала» Джеффри Дамера

История «Милуокского каннибала» Джеффри Дамера

«Яблоко сатаны»: почему русские крестьяне отказывались сажать картошку

«Яблоко сатаны»: почему русские крестьяне отказывались сажать картошку

Как изменилось за тысячелетие: полное боевое снаряжение британских солдат от XI до XXI века

Как изменилось за тысячелетие: полное боевое снаряжение британских солдат от XI до XXI века

Флорентийский футбол: мало для войны, но жестоко для игры

Флорентийский футбол: мало для войны, но жестоко для игры

Банкир, который сфотографировал весь мир в цвете: «Архивы планеты» Альбера Кана

Банкир, который сфотографировал весь мир в цвете: «Архивы планеты» Альбера Кана

Тьери Мюглер: как культовый дизайнер стал не менее легендарным фотографом

Тьери Мюглер: как культовый дизайнер стал не менее легендарным фотографом

Её боялись даже мёртвой: почему девушку Зосю похоронили с серпом у горла

Её боялись даже мёртвой: почему девушку Зосю похоронили с серпом у горла

26 кадров, от которых внутри что-то приятно щёлкает

26 кадров, от которых внутри что-то приятно щёлкает

Почему короля Чарльза III в России называют Карлом

Почему короля Чарльза III в России называют Карлом

Несчастливая жизнь Пелагеи Тургеневой — внебрачной дочери великого писателя

Несчастливая жизнь Пелагеи Тургеневой — внебрачной дочери великого писателя

22 строительных решения, которые создали только больше проблем

22 строительных решения, которые создали только больше проблем

Сколько зарабатывали жители Древнего Рима и Китая в пересчете на современные деньги

Сколько зарабатывали жители Древнего Рима и Китая в пересчете на современные деньги