في عام 1910 ، هرب توماس جينينغز من مسرح جريمة قتل ، لكنه ترك وراءه دليلًا يحكم مصيره: انطباع مثالي عن بصماته في الطلاء الجاف للسور ، خارج المنزل حيث ارتكب الجريمة. كانت بصمات جينينغز هي الأولى التي استخدمت كدليل في تحقيق جنائي ، وأدت إلى إدانته بتهمة القتل في عام 1911.
منذ ذلك الحين ، استمرت البصمات في الظهور كدليل حاسم في تحقيقات الطب الشرعي. تتناسب علامات الهوية الفريدة هذه بشكل مثالي مع مهمة انتهاك الجريمة ، بحيث يبدو الأمر تقريبًا كما لو كان هذا هو سبب وجودها.
ولكن بالطبع ، ليس هذا هو الحال. وهو ما يقودنا إلى السؤال: لماذا لدينا بصمات ، وما هو الغرض البيولوجي الذي تخدمه؟
الأصابع والاحتكاك
اتضح أن العلماء اختلفوا تاريخياً حول الإجابة.
قال رولاند إينوس ، الباحث في الميكانيكا الحيوية وأستاذ علم الأحياء الزائر بجامعة هال في المملكة المتحدة: "كان لدى الناس فكرتان حول بصمات الأصابع: أنهما يساعدان على تحسين قبضة اليد ، وأنهما يساعدان في تحسين إدراك اللمس".
أمضى إينوس جزءًا من حياته المهنية في التحقيق في الفكرة الأولى - أن بصمات الأصابع تمنحك قبضة. لفترة طويلة ، كانت هذه هي النظرية الإرشادية ، بأن الأحواض والقمم الصغيرة لبصمات الأصابع تخلق احتكاكًا بين أيدينا والأسطح التي نلمسها.
أحد الأدلة لدعم هذه النظرية هو أن أطراف الأصابع قد تعمل مثل الإطارات المطاطية على السيارات ، التي تسمح طبيعتها المرنة لها بالتوافق مع السطح الذي تسير عبره. في الإطارات ، تقترن هذه المرونة مع مخالب تشبه الحوض تزين سطحها - وهذا يوسع مساحة سطح الإطار ، وبالتالي يزيد من الاحتكاك والجر ، أيضًا. أراد Ennos التحقيق في مدى نجاح هذه الفكرة في التجربة المعملية.
وقال إينوس لـ Live Science: "أردنا أن نرى ما إذا كان احتكاك الأصابع يتصاعد مع منطقة الاتصال مثلما يحدث في الإطارات". لمعرفة ذلك ، قام الباحثون بسحب لوحة البرسبيكس عبر منصات إصبع الشخص ، وتغيير القوة على محاولات مختلفة واستخدام حبر بصمة الإصبع لتحديد مساحة منطقة اللحم التي كانت تلامس الزجاج.
من المثير للدهشة أن هذه التجارب كشفت أن "منطقة الاتصال الفعلية تم تقليلها بواسطة بصمات الأصابع ، لأن الوديان لم تتواصل" ، قال إينوس لـ Live Science. وبعبارة أخرى ، مقارنة بالبشرة الناعمة التي تغطي باقي الجسم ، "بصمات الأصابع يجب أن تقلل من الاحتكاك ، على الأقل على الأسطح الملساء".
قال Ennos هذا لا يفضح فكرة أن بصمات الأصابع قبضة المساعدة. يُعتقد أن بصمات الأصابع قد تساعدنا في إمساك الأسطح في الظروف الرطبة ، على سبيل المثال - القنوات التي تزيل الماء تمامًا كما تفعل الإطارات على إطارات السيارات - لمنع أيدينا من الانزلاق عبر سطح. ومع ذلك ، فإن اختبار هذه الفكرة أصعب لأنه من الصعب محاكاة سلوك بصمات الإنسان تمامًا في ظل هذه الظروف ، على حد قول إينوس.
ولكن هناك النظرية الأخرى ، التي قد تحمل المزيد من الماء: دور بصمات الأصابع في اللمسة المساعدة.
لمسة بارعة
قبل بضع سنوات ، كان جورج ديبريجيس ، عالم الفيزياء الذي تحول إلى عالم بيولوجي في جامعة السوربون في باريس ، يفكر في عدم وجود نظرية قاطعة حول سبب وجود بصمات الأصابع ، عندما أصبح فضوليًا بشأن الدور المحتمل للمس. تحتوي أصابعنا على أربعة أنواع من المستقبلات الميكانيكية ، أو الخلايا التي تستجيب للتحفيز الميكانيكي مثل اللمس. كان Debrégeas فضوليًا بشكل خاص حول نوع معين من المستقبلات الميكانيكية - الجسيمات Pacinian - التي تحدث على بعد حوالي 0.08 بوصة (2 ملم) تحت سطح الجلد بأطراف الأصابع. "لقد كنت مهتمًا بالجسيمات الباسينية لأننا علمنا ، من التجارب السابقة ، أن هذه المستقبلات المحددة تتوسط في إدراك النسيج الناعم" ، قال ديبريجياس لـ Live Science.
هذه المستقبلات الميكانيكية حساسة بشكل خاص للاهتزازات الصغيرة بتردد دقيق - 200 هيرتز - وبالتالي تساعد على إعطاء أطراف أصابعنا حساسيتها الشديدة. تساءل Debrégeas عما إذا كانت بصمات الأصابع عززت هذه الحساسية.
لمعرفة ذلك ، قام هو وزملاؤه بتصميم جهاز استشعار لمحاكاة حيوية بيولوجية ، وهو موانع تشبه بنية إصبع الإنسان ، مع أجهزة استشعار تكشف الاهتزازات على غرار الطريقة التي تفعلها الكريات الباسينية. كان إصدار واحد من هذا الجهاز سلسًا ، وكان آخر يحتوي على نمط مخفف على السطح يحاكي بصمة الإنسان. عند تحريكه فوق سطح ما ، تمخض عن المنظر اكتشاف رائع: تضاعف التلال الموجودة على المستشعر التردد الدقيق للاهتزازات التي تتسم بها الجسيمات الباسينية.
من خلال العمل كبديل لأطراف الأصابع البشرية ، اقترح المانع أن بصمات أصابعنا ستوجه بالمثل هذه الاهتزازات الدقيقة إلى أجهزة الاستشعار تحت الجلد ... من خلال تضخيم هذه المعلومات الحسية الدقيقة والمفصلة ، فإن النظرية هي أن بصمات الأصابع تزيد من حساسيتنا اللمسية عدة أضعاف. وقال ديبريجياس: "إن حقيقة وضع بصمات الأصابع على الجلد يغير تماما طبيعة الإشارات".
ولكن ما فائدة الحصول على أطراف الأصابع شديدة الحساسية؟
منذ آلاف السنين ، كانت أيدينا أدوات حاسمة للعثور على الطعام وتناوله ، ومساعدتنا في التنقل حول العالم. يتم توسط هذه المهام عن طريق اللمس. الحساسية تجاه القوام ، على وجه الخصوص ، قد تكون مفيدة تطوريًا لأنها ساعدتنا على اكتشاف النوع الصحيح من الطعام: "السبب الذي يجعلنا نحتاج إلى الكشف عن القوام وفصله هو أننا نريد فصل الطعام الجيد عن الطعام السيئ ،" Debrégeas شرح. قد يساعدنا الشعور الجيد باللمس على تجنب المواد المتعفنة أو المصابة.
أضاف ديبريجاس وزنًا إلى الفكرة ، أن الاقتران ببصمات الأصابع والكريات الباسينية موجودة أيضًا في حيوانات أخرى مثل الشمبانزي والكالاس ، والتي تعتمد جزئيًا على الحساسية اللمسية لمساعدتها في العثور على طعامها.
وأكد ديبريجاس ، مع ذلك ، أن تجربته ليست دليلاً على أن بصمات الأصابع قد تطورت لهذا الغرض. لكنها أطروحة مقنعة وأنيقة ، مع ذلك. وقال "يبدو أن كل شيء مطابق".
نهايات فضفاضة وأسئلة جديدة
على الرغم من ذلك ، يعتقد Debrégeas في الواقع أن بصمات الأصابع قد تخدم أهداف كل من اللمس والقبضة. وأوضح قائلاً: "السبب في أننا جيدون في التعامل مع الأشياء والتعامل معها هو أن لدينا هذا الإحساس الرائع باللمس - حلقة تغذية مرتدة مستمرة بين ما نلمسه وما نشعر به". هذا "يسمح لنا بتصحيح القوة التي سنتمكن من الإمساك بها في الوقت الحقيقي".
على سبيل المثال ، إذا انزلق شيء ما أثناء الإمساك به ، يجب أن تكون قادرًا على اكتشاف التغيير في سطحه بأطراف الأصابع الحساسة ، من أجل الحفاظ على قبضتك. لذا يعتقد Debrégeas أنه من الممكن أن يتطور إحساسنا الجيد باللمس والقبضة الدقيقة في الواقع
يعتقد إينوس في تفسير آخر محتمل: بصمات الأصابع قد تمنع البثور. وقال: "الفكرة الأخيرة التي أفضّلها هي أن التلال تعزز الجلد في بعض الاتجاهات وتساعده على مقاومة التقرحات ، بينما تسمح له بالتمدد بزاوية قائمة ، وبالتالي يحافظ الجلد على ملامسته". "هذا يشبه التعزيزات في الإطارات."
بالنسبة لإينوس ، تثيره هذه الاحتمالات العديدة.
إذا أين يتركنا هذا؟ يبدو أنه على الرغم من تقديم أدلة جنائية لا يمكن دحضها للمحققين والشرطة ، إلا أن بصمات أصابعنا ما زالت غامضة حتى الآن.
