ทำไมเรามีลายนิ้วมือ

ในปี 1910 โทมัสเจนนิงส์หนีออกจากสถานที่เกิดเหตุฆาตกรรม แต่เขาทิ้งร่องรอยไว้ว่าจะปิดผนึกชะตากรรมของเขา: ความประทับใจที่สมบูรณ์แบบของรอยนิ้วมือของเขาในภาพวาดสีอบราวบันไดนอกบ้านที่เขาก่ออาชญากรรม ลายนิ้วมือของเจนนิงส์เป็นครั้งแรกที่ใช้เป็นหลักฐานในการสืบสวนคดีอาชญากรรมและพวกเขานำไปสู่ความเชื่อมั่นในการฆาตกรรมในปี 2454

ตั้งแต่นั้นมาลายนิ้วมือยังคงมีคุณสมบัติเป็นหลักฐานสำคัญในการสืบสวนทางนิติวิทยาศาสตร์ ตัวบ่งชี้เอกลักษณ์ที่ไม่เหมือนใครเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งกับงานในการจับอาชญากรรมว่ามันเกือบราวกับว่าเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงมีอยู่จริง

แต่แน่นอนว่านี่ไม่ใช่กรณี ซึ่งนำเรามาสู่คำถาม: ทำไมเราถึงมีลายนิ้วมือและมีจุดประสงค์ทางชีววิทยาอะไร

นิ้วมือและแรงเสียดทาน

ปรากฎว่านักวิทยาศาสตร์ไม่เห็นด้วยกับคำตอบในอดีต

“ ผู้คนมีความคิดสองอย่างเกี่ยวกับลายนิ้วมือ: พวกเขาช่วยปรับปรุงการยึดเกาะและช่วยปรับปรุงการรับรู้การสัมผัส” Roland Ennos นักวิจัยชีวกลศาสตร์และการเยี่ยมศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยฮัลล์ในสหราชอาณาจักรกล่าว

Ennos ใช้เวลาส่วนหนึ่งในอาชีพการงานของเขาเพื่อตรวจสอบความคิดแรก - รอยนิ้วมือที่ทำให้เราจับได้ นี่เป็นทฤษฎีที่ชี้นำมานานแล้วว่าร่องนิ้วมือและยอดเขาสร้างรอยฝืดระหว่างมือกับพื้นผิวที่เราสัมผัส

หลักฐานชิ้นหนึ่งที่สนับสนุนทฤษฎีนี้คือปลายนิ้วอาจทำงานเหมือนกับยางรถยนต์ในรถยนต์ซึ่งธรรมชาติที่ยืดหยุ่นช่วยให้พวกเขาสามารถปรับให้เข้ากับพื้นผิวที่พวกเขากำลังเดินทางข้าม ในยางรถยนต์ความยืดหยุ่นนี้จะถูกจับคู่กับดอกยางแบบรางน้ำที่ตกแต่งพื้นผิวของมัน - และนี่จะขยายพื้นที่ผิวของยางดังนั้นจึงเพิ่มแรงเสียดทานและแรงดึง Ennos ต้องการตรวจสอบว่าความคิดนี้จะถือได้ดีเพียงใดในการทดลองในห้องปฏิบัติการ

“ เราต้องการดูว่าการเสียดสีของนิ้วมือเกิดขึ้นกับพื้นที่สัมผัสเช่นเดียวกับในยางหรือไม่” Ennos กล่าวกับ Live Science ในการค้นหานักวิจัยได้ลากแผ่นโปร่งใสลงบนแผ่นนิ้วมือของบุคคลโดยใช้แรงกดที่แตกต่างกันและใช้หมึกพิมพ์ลายนิ้วมือเพื่อระบุว่าพื้นที่เนื้อสัมผัสกับกระจกมากน้อยเพียงใด

น่าประหลาดใจที่การทดลองเหล่านี้เปิดเผยว่า "รอยนิ้วมือที่แท้จริงลดลงเนื่องจากหุบเขาไม่ได้สัมผัส" Ennos กล่าวกับ Live Science เมื่อเปรียบเทียบกับผิวที่เรียบเนียนซึ่งครอบคลุมส่วนที่เหลือของร่างกาย "ลายนิ้วมือควรลดแรงเสียดทานอย่างน้อยบนพื้นผิวที่เรียบ"

สิ่งนี้ไม่ได้หักล้างความคิดที่ว่าลายนิ้วมือช่วยจับได้อย่างสมบูรณ์ Ennos กล่าว มันคิดว่ารอยนิ้วมืออาจช่วยให้เราจับพื้นผิวในสภาพที่เปียกชื้นเช่นช่องทางทำให้น้ำไหลเหมือนยางดอกยางรถยนต์เพื่อหยุดมือของเราไม่ให้ลื่นไถลข้ามพื้นผิว แต่ความคิดนี้ยากที่จะทดสอบเพราะเป็นการยากที่จะเลียนแบบพฤติกรรมของลายนิ้วมือมนุษย์ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ Ennos กล่าว

แต่มีทฤษฎีอื่น ๆ ที่อาจกักเก็บน้ำได้มากกว่า: บทบาทของลายนิ้วมือในการช่วยสัมผัส

สัมผัสที่ชาญฉลาด

เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา Georges Debrégeasนักชีววิทยาที่หันมาทางมหาวิทยาลัยซอร์บอนน์ในปารีสได้ครุ่นคิดถึงการขาดทฤษฎีข้อสรุปว่าทำไมเราถึงมีลายนิ้วมือเมื่อเขาเริ่มสงสัยเกี่ยวกับบทบาทที่เป็นไปได้ของการสัมผัส นิ้วของเรามีตัวรับกลไกสี่แบบหรือเซลล์ที่ตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยกลไกเช่นการสัมผัส Debrégeasมีความอยากรู้อยากเห็นเกี่ยวกับ mechanoreceptor ชนิดใดชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ - corpuscles Pacinian - ซึ่งเกิดขึ้นประมาณ 0.08 นิ้ว (2 มิลลิเมตร) ใต้ผิวหนังในปลายนิ้ว “ ฉันสนใจในศพของ Pacinian เพราะเรารู้จากการทดลองก่อนหน้านี้ว่าผู้รับเฉพาะเหล่านี้เป็นสื่อกลางในการรับรู้ของเนื้อสัมผัสที่ละเอียดอ่อน” เดเบรเจสบอกกับ Live Science

mechanoreceptors เหล่านี้มีความไวเป็นพิเศษต่อการสั่นสะเทือนเล็ก ๆ ของความถี่ที่แม่นยำ - 200 เฮิร์ตซ์ - และช่วยให้ปลายนิ้วของเรามีความไวมาก เดเบรเจสสงสัยว่ารอยนิ้วมือช่วยเพิ่มความไวนี้หรือไม่

เพื่อค้นหาว่าเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาออกแบบเซ็นเซอร์สัมผัส biomimetic ซึ่งเป็นสิ่งที่คล้ายกับโครงสร้างของนิ้วมนุษย์ด้วยเซ็นเซอร์ที่จะตรวจจับการสั่นสะเทือนคล้ายกับวิธีที่ corpuscles ของ Pacinian ทำ อุปกรณ์หนึ่งเวอร์ชั่นนี้ราบรื่นและอีกรุ่นหนึ่งมีลวดลายเป็นรอยบนพื้นผิวที่เลียนแบบลายนิ้วมือมนุษย์ เมื่อเคลื่อนที่ไปบนพื้นผิวสิ่งที่ถูกขับออกมานั้นได้ค้นพบสิ่งที่น่าสนใจ: สันเขาบนเซ็นเซอร์จะขยายความถี่ของการสั่นสะเทือนที่แน่นอนว่า corpuscles ของ Pacinian นั้นอ่อนไหวมาก

การทำหน้าที่เป็นพร็อกซีสำหรับปลายนิ้วของมนุษย์การคุมกำเนิดชี้ให้เห็นว่าลายนิ้วมือของเราจะส่งสัญญาณการสั่นสะเทือนที่แม่นยำเหล่านี้ไปยังเซ็นเซอร์ที่อยู่ใต้ผิวหนัง ... โดยการขยายข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่ละเอียดและละเอียดนี้ "ความจริงที่ว่าคุณใส่ลายนิ้วมือลงบนผิวหนังนั้นจะเปลี่ยนลักษณะของสัญญาณได้อย่างสมบูรณ์" เดเบรเจสกล่าว

แต่ประโยชน์ของการมีปลายนิ้วที่ไวต่อการแพ้เช่นนี้คืออะไร?

มือของเราเป็นเครื่องมือสำคัญในการค้นหาและรับประทานอาหารและช่วยให้เราสำรวจโลก งานเหล่านั้นเป็นสื่อกลางโดยการสัมผัส โดยเฉพาะอย่างยิ่งความไวต่อพื้นผิวอาจเป็นประโยชน์ในเชิงวิวัฒนาการเพราะมันช่วยให้เราตรวจจับอาหารที่เหมาะสม:“ เหตุผลที่เราต้องตรวจจับและแยกพื้นผิวก็คือเราต้องการแยกอาหารที่ดีออกจากอาหารที่ไม่ดี” Debrégeas อธิบาย การสัมผัสที่ดีอาจช่วยให้เราหลีกเลี่ยงรายการเน่าหรือติดเชื้อ

Debregéasกล่าวว่าการเพิ่มน้ำหนักให้กับความคิดนั้นการจับคู่ลายนิ้วมือและ corpuscles Pacinian ยังมีอยู่ในสัตว์อื่นเช่นลิงชิมแปนซีและโคอาล่าซึ่งอาศัยความไวสัมผัสเพื่อช่วยให้พวกเขาหาอาหารของพวกเขา

Debregéasย้ำว่าการทดลองของเขาไม่ได้พิสูจน์ว่ามีการพัฒนาลายนิ้วมือเพื่อจุดประสงค์นี้ แต่มันก็เป็นวิทยานิพนธ์ที่น่าดึงดูดและสง่างาม “ ดูเหมือนว่าทุกอย่างตรงกัน” เขากล่าว

ปลายหลวมและคำถามใหม่

ถึงกระนั้นเดเบรเจสก็คิดว่าลายนิ้วมืออาจตอบสนองเป้าหมายทั้งการสัมผัสและการยึดเกาะ “ เหตุผลที่เราทำได้ดีในการจัดการและจัดการกับสิ่งต่าง ๆ ก็เพราะเรามีสัมผัสที่ยอดเยี่ยมนี้ - ห่วงการตอบรับที่คงที่ระหว่างสิ่งที่เราสัมผัสกับสิ่งที่เรารู้สึก” เขาอธิบาย “ ช่วยให้เราสามารถแก้ไขแรงตามเวลาจริงที่เราจะจับวัตถุได้”

ตัวอย่างเช่นหากมีบางสิ่งหลุดออกมาในขณะที่คุณถือมันคุณจะต้องสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวของมันด้วยปลายนิ้วที่ละเอียดอ่อนเพื่อรักษามือจับของคุณ ดังนั้นDebrégeasจึงคิดว่าเป็นไปได้ที่ความรู้สึกที่ดีของเราในการสัมผัสและการยึดเกาะที่แม่นยำนั้นได้รับการพัฒนาร่วมกัน

Ennos ครุ่นคำนึงถึงอีกคำอธิบายที่เป็นไปได้: ลายนิ้วมืออาจป้องกันแผลพุพองเขาเชื่อว่า “ ความคิดสุดท้ายที่ฉันชอบคือสันเขาเสริมความแข็งแรงให้ผิวในบางทิศทางและช่วยให้มันต้านทานการพองในขณะที่ยังคงสามารถยืดได้ในมุมฉากดังนั้นผิวหนังจึงยังคงสัมผัสอยู่” เขากล่าว "มันเหมือนกับกำลังเสริมในยาง"

สำหรับ Ennos ความเป็นไปได้มากมายเหล่านี้ทำให้เขาสนใจ

แล้วสิ่งนี้จะทิ้งเราไว้ที่ไหน? ดูเหมือนว่าแม้จะเสนอหลักฐานทางนิติเวชที่ไม่สามารถหักล้างได้ให้กับนักสืบและตำรวจ แต่ตอนนี้ลายนิ้วมือของเรายังคงเป็นปริศนา