Qual è la funzione delle impronte digitali?

Sembra proprio che le impronte digitali, uniche per ognuno di noi siano nate proprio per mettere i bastoni tra le ruote ai malfattori. Certo, non è cosi, ci sono anche altri marcatori individuali che entrano in gioco, come il DNA, e questo ci porta a una domanda, qual è lo scopo biologico delle impronte digitali?

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Qual è la funzione delle imp'ronte digitali?
Set of different fingerprints. Police scanner for criminal identity. Vector monochrome illustrations. Finger print for security and identity

Nel 1910, Thomas Jennings fuggì dalla scena di un omicidio, ma lasciò dietro di sé un indizio che avrebbe segnato il suo destino: L’indizio era l’impronta perfetta dei suoi polpastrelli nella vernice asciutta di una ringhiera all’esterno dell’abitazione dove il fuggiasco aveva compiuto un crimine.

Quelle impronte digitali furono le prime a essere usate come prova in un’indagine criminale e portarono alla condanna di Jennings nel 1911.

Da allora è passato oltre un secolo e le impronte digitali continuano ad essere utilizzate come prove cruciali nelle indagini forensi. Sembra proprio che le impronte digitali, uniche per ognuno di noi siano nate proprio per mettere i bastoni tra le ruote ai malfattori. Certo, non è cosi, ci sono anche altri marcatori individuali che entrano in gioco, come il DNA, e questo ci porta a una domanda, qual è lo scopo biologico delle impronte digitali?

La risposta però non vede gli scienziati concordi.

Ci sono fondamentalmente due idee sulle impronte digitali: che aiutano a migliorare la presa e che aiutano a migliorare la percezione del tocco“, ha affermato Roland Ennos, ricercatore di biomeccanica e professore ospite di biologia all’Università di Hull nel Regno Unito.

Ennos ha trascorso parte della sua carriera studiando la prima idea: le impronte digitali ci aiutano nella presa.

Per molto tempo, questa è stata la teoria principale, secondo cui minuscole depressioni e picchi nelle impronte digitali creano attrito tra le nostre mani e le superfici che tocchiamo.

Una prova verrebbe studiando le punte delle dita che potrebbero funzionare come le gomme delle automobili, essendo flessibili riuscirebbero ad adattarsi alle superfici su cui vanno a contatto. Nei pneumatici oltre alla flessibilità ci sono dei gradini sulla superficie che ne aumentano la superficie, aumentando di conseguenza attrito e trazione.

Ennos ha studiato quanto bene questa idea avrebbe resistito in un esperimento di laboratorio.

Volevamo vedere se l’attrito con le dita aumenta con l’area di contatto come succede con le gomme“, ha detto Ennos a Live Science. Per scoprirlo, i ricercatori hanno trascinato una lastra di perspex sui polpastrelli di una persona, variando la forza su diversi tentativi e usando l’inchiostro per impronte digitali per determinare quanta area dei polpastrelli toccava il vetro.

Gli esperimenti di laboratorio hanno rivelato una sorpresa, “l’area di contatto effettiva è stata ridotta dalle impronte digitali, perché le valli non hanno preso contatto“, ha detto Ennos a Live Science. “le impronte digitali dovrebbero ridurre l’attrito, almeno su superfici lisce“.

Ciò non toglie che le impronte digitali aiutino la presa“, ha affermato Ennos. Si ritiene che le impronte digitali possano aiutarci a trattenere le superfici in condizioni di bagnato, ad esempio, i canali che assorbono l’acqua in modo molto simile ai gradini dei pneumatici delle auto, per impedire alle nostre mani di scivolare su una superficie.

Tuttavia, questa idea è più difficile da testare perché è difficile imitare perfettamente il comportamento delle impronte digitali umane in queste condizioni“, ha aggiunto Ennos.

Ma c’è un’altra teoria, che potrebbe contenere più acqua: il ruolo delle impronte digitali nel favorire il tocco.

Georges Debrégeas, un fisico trasformato in biologo che opera all’Università della Sorbona di Parigi, tempo fa rifletteva sulla mancanza di una teoria conclusiva sul perché abbiamo le impronte digitali, quando gli venne in mente il ruolo del tocco. Le nostre dita infatti contengono quattro tipi di meccanorecettori o cellule che rispondono alla stimolazione meccanica come il tocco.

A incuriosire Debrégeas fu un particolare tipo di meccanorecettore: i corpuscoli paciniani, che si trovano a circa 2 millimetri sotto la superficie della pelle nella punta delle dita. “Mi interessavano i corpuscoli paciniani perché sapevamo, da precedenti esperimenti, che questi recettori specifici mediano la percezione della trama fine“, ha detto Debrégeas a Live Science.

I corpuscoli paciniani sono particolarmente sensibili alle vibrazioni di una frequenza di 200 hertz, dando ai nostri polpastrelli la loro estrema sensibilità. Debrégeas si chiedeva se le impronte digitali potessero migliorare questa sensibilità.

Per scoprirlo, lui e i suoi colleghi hanno progettato un sensore tattile biomimetico che ricorda la struttura di un dito umano, con sensori che rileverebbero le vibrazioni in modo simile a quello dei corpuscoli paciniani. Il sensore è stato progettato in due versioni, una liscia e una con un motivo increspato simile alle impronte digitali umane.

Quando si spostava su una superficie, quella dotata di increspature produceva amplificava la frequenza esatta delle vibrazioni a cui i corpuscoli paciniani sono così sensibili.

Agendo da proxy per la punta delle dita umane, il congegno suggeriva che le nostre impronte digitali avrebbero similmente incanalato queste precise vibrazioni ai sensori sotto la pelle. La sensibilità tattile sarebbe quindi amplificata dalla presenza delle impronte digitali.

Il fatto di mettere impronte digitali sulla pelle cambia completamente la natura dei segnali“, ha detto Debrégeas.

Ma qual è il vantaggio di avere una punta delle dita così ipersensibile?

Per millenni, le nostre mani sono state strumenti cruciali per trovare e mangiare cibo e aiutarci a conoscere il mondo. Tali compiti sono mediati dal tocco. La sensibilità alle trame, in particolare, potrebbe essere evolutivamente benefica perché ci ha aiutato a rilevare il giusto tipo di cibo: “Il motivo per cui dobbiamo rilevare e separare le trame è che vogliamo separare il buon cibo da quello cattivo“, ha spiegato Debrégeas. Un buon senso del tatto potrebbe aiutarci a evitare oggetti marci o infetti.

Debrégeas pensa seriamente che le impronte digitali possano servire a due cose, il tocco e la presa. “Il motivo per cui siamo così bravi a manipolare e gestire le cose è perché abbiamo questo squisito senso del tatto – un circuito di feedback costante tra ciò che tocchiamo e ciò che sentiamo“, ha spiegato. “Ciò ci consente di correggere in tempo reale la forza con cui afferreremo l’oggetto“.

Se qualcosa scivola mentre lo teniamo in mano, dobbiamo essere capaci di rilevare il cambiamento nella sua superficie con punte delle dita sensibili cosi da mantenere salda la presa. Debrégeas pensa che sia possibile che il nostro raffinato senso del tatto e la presa precisa si siano evoluti contemporaneamente.

Ennos ritiene esista una spiegazione differente: le impronte digitali potrebbero prevenire le vesciche, crede. “Un’idea finale che favorisco è che le creste rinforzano la pelle in alcune direzioni e la aiutano a resistere alle vesciche, pur consentendole di allungarsi ad angolo retto, quindi la pelle mantiene il contatto“, ha detto. “Questo è un po ‘come i rinforzi nelle gomme“.

Sembra che nonostante le impronte digitali offrano prove forensi inconfutabili ai detective e alla polizia, per ora rimangono qualcosa di misterioso.

Debregéas ha osservato che l’abbinamento di impronte digitali e corpuscoli paciniani esiste anche in altri animali come gli scimpanzé e i koala, che si affidano in parte alla sensibilità tattile per trovare il loro cibo.

Debregéas ha sottolineato, tuttavia, che il suo esperimento non è la prova che le impronte digitali si siano evolute a questo scopo, è solo una tesi, certamente avvincente ed elegante.

Fonte: Live Science