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

Убийство велосипедистки Мо Уилсон: как Strava помогла найти убийцу и что произошло на суде

Убийство велосипедистки Мо Уилсон: как Strava помогла найти убийцу и что произошло на суде

«Система»:  как советские хиппи построили подпольную страну свободы внутри СССР

«Система»: как советские хиппи построили подпольную страну свободы внутри СССР

Сицилийский мальчик из бедной семьи, который стал «боссом всех боссов» и помог США выиграть Вторую мировую войну

Сицилийский мальчик из бедной семьи, который стал «боссом всех боссов» и помог США выиграть Вторую мировую войну

Новые посты

Магия танца на снимках фотохудожника Ивана Забродского

Магия танца на снимках фотохудожника Ивана Забродского

22 человека, которым неудача попыталась испортить день

22 человека, которым неудача попыталась испортить день

Романтичное ню от Тревора и Фэй Йербери

Романтичное ню от Тревора и Фэй Йербери

12 фильмов ужасов, которые лучше не смотреть на ночь

12 фильмов ужасов, которые лучше не смотреть на ночь

20 фото, которые доказывают, что все в этом мире относительно

20 фото, которые доказывают, что все в этом мире относительно

20 идеальных кадров, в реальность которых даже сложно поверить

20 идеальных кадров, в реальность которых даже сложно поверить

Финансист построил тюрьму — и посадил в нее своих клиентов

Финансист построил тюрьму — и посадил в нее своих клиентов

Художник, который придумал Бали: как уроженец Москвы создал образ «острова богов» и погиб на дне океана

Художник, который придумал Бали: как уроженец Москвы создал образ «острова богов» и погиб на дне океана

Продавец знал. Покупатель — нет: 35 ужасных историй о том, что скрывают за свежей краской

Продавец знал. Покупатель — нет: 35 ужасных историй о том, что скрывают за свежей краской

Старейшие в своем роде фотографии: От первого дагеротипа до первого поста в Instagram

Старейшие в своем роде фотографии: От первого дагеротипа до первого поста в Instagram

Безумная жизнь ученого Джона Лилли: дельфины, наркотики и иные измерения

Безумная жизнь ученого Джона Лилли: дельфины, наркотики и иные измерения

Что такое CRISPR и почему эта биотехнология приближает будущее

Что такое CRISPR и почему эта биотехнология приближает будущее