1910年，托马斯·詹宁斯(Thomas Jennings)逃离了一场谋杀现场，但他留下了一条将决定他命运的线索:在他犯罪的房子外面，栏杆上晾干的油漆上留下了他的完美指纹。詹宁斯的指纹首次被用作刑事调查的证据，并导致他在1911年被判谋杀罪。

 

从那时起，指纹一直是法医调查的重要证据。这些独特的身份标记非常适合用来破案，这几乎就是它们存在的原因。

 

当然，事实并非如此。这就引出了一个问题:为什么我们会有指纹?指纹有什么生物学意义?

 

手指和摩擦

 

事实证明，科学家们在这个问题上一直存在分歧。

 

“关于指纹，人们有两种想法:一是帮助改善抓地力，杏耀平台二是帮助改善触觉感知，”生物力学研究员、英国赫尔大学(University of Hull)生物学客座教授罗兰·恩诺斯(Roland Ennos)说。

 

恩诺斯花了他职业生涯的一部分时间来研究第一个想法——指纹让我们有了把握。长期以来，这一直是一种指导理论，即指纹的微小波谷和波峰会在我们的手和触摸的表面之间产生摩擦。

 

支持这一理论的一个证据是，指尖的工作原理可能类似于汽车的橡胶轮胎，它的柔韧性使它能够适应行驶时的表面。在轮胎中，这种柔韧性与装饰其表面的槽状踏板相匹配，这就扩大了轮胎的表面积，因此也增加了摩擦力和牵引力。恩诺斯想要调查这个想法在实验室实验中是否能站得住脚。

 

“我们想看看手指摩擦是否会像轮胎那样随着接触面积的增加而增加，”Ennos告诉Live Science。为了找到答案，研究人员在一个人的手指上拖动一个有机玻璃板，通过不同的尝试改变力，并使用指纹墨水来确定有多少肉接触了玻璃。

 

令人惊讶的是，这些实验揭示了“指纹减少了实际接触面积，因为山谷没有接触，”Ennos告诉Live Science。换句话说，与身体其他部分光滑的皮肤相比，“指纹应该减少摩擦，至少在光滑的表面上是这样。”

 

这并不能完全推翻指纹有助于抓握的观点，Ennos说。人们认为，指纹可以帮助我们在潮湿的环境中抓住表面，例如，像汽车轮胎上的履带一样，这些排水管道可以防止我们的手滑过表面。然而，这个想法很难验证，因为在这种情况下很难完美地模仿人类指纹的行为，Ennos说。

 

但还有另一种理论，可能更站得住脚:指纹在帮助触摸方面的作用。

 

几年前，由物理学家转行巴黎索邦大学(Sorbonne University)的生物学家乔治·德布雷加斯(Georges Debregeas)在思考为什么我们会有指纹的问题时，对触摸的潜在作用产生了好奇。我们的手指包含四种类型的机械感受器，或者说是细胞，它们对像触摸这样的机械刺激做出反应。Debregeas特别好奇的是一种特殊类型的机械感受器——帕西尼小体——它位于指尖皮肤表面下约0.08英寸(2毫米)处。“我对帕西尼安小体很感兴趣，因为我们从以前的实验中知道，这些特定的感受器可以调节对精细纹理的感知，”德布雷吉亚斯说

 

这些机械感受器对精确频率——200赫兹——的微小振动特别敏感，因此有助于赋予我们的指尖极高的灵敏度。Debregeas想知道指纹是否增强了这种敏感性。

 

为了找到答案，他和他的同事们设计了一种仿生触觉传感器，一种类似于人类手指结构的精巧装置，其传感器可以像帕西尼安微粒那样探测振动。这个装置的一个版本是光滑的，另一个表面有一个类似人类指纹的脊状图案。当在一个表面上移动时，脊状突起产生了一个有趣的发现:传感器上的脊状突起放大了帕西尼安微粒非常敏感的振动频率。