草根影响力新视野 编译 钟艺

1910年，Thomas Jennings逃离了凶殺现场，但他留下了一条可以决定他命运的线索：他在作案的房子外的油漆栏杆上留下了指纹。1911年Jennings被判谋杀罪，而他的指纹也开创了用指纹做刑事调查的先河。从那时起，指纹一直是法医调查的重要证据。人们这些独特的身份标记对打击犯罪特别有帮助，仿佛这就是它们存在的原因。然而事实并非如此，那为什么我们有指纹，它们到底有什么生物学用途呢？

不同的科学家对指纹的看法不一，但主要的推断分为两类：一是指纹有助于提高手指的抓力，二是指纹有助于提高手指触觉。

英国赫尔大学生物学客座教授、生物力学研究员Roland Ennos花了职业生涯里的大部分时间来研究第一个推断。关于指纹能提高手指抓力，在很长时间以来都只是一个理论即指纹微小的波谷和波峰会在我们的手和我们接触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上的橡胶轮胎，其柔韧的特性使其与接触的表面保持一致，这就扩大了轮胎与地面的接触表面积，进而增加了摩擦力和牵引力。

Ennos想通过实验来证实这个理论的真实性。为了找到答案，研究人员将一块有机玻璃板拖过一个人的手指垫，且不断改变力道，并使用墨水来确定指头上有多少面积接触到了玻璃。令人惊讶的是，这些实验说明了相反的事实指纹实则是减少了接触面积。换句话说，与覆盖身体其他部位的光滑皮肤相比，指纹减少了摩擦，至少在光滑的表面上是这样。不过Ennos也补充道，这并不能完全否定指纹有助于抓握的观点。有人认为，指纹可能有助于我们在潮湿的环境中抓握表面，例如，像汽车轮胎上的花纹一样，可以吸走水分，防止我们的手滑过表面。然而，这一想法更难通过实验进行验证，因为这些条件很难在实验中复刻。

第二种理论，可能更站得住脚：指纹帮助我们提升触觉。巴黎索邦大学生物学家Georges Debrégeas在几年前提出了一个理论：我们的手指有四种机械感受器来响应机械刺激。Debrégeas对其中一种特殊类型的机械感受器Pacinian小体特别好奇，这种机械感受器出现在指尖皮肤表面以下约0.08英寸（2毫米）的位置。 Debrégeas告诉Live Science：“我对Pacinian小体之所以很感兴趣，是因为从先前的实验中我们知道，这些特定的受体介导了我们对精细结构的感知。”

这些机械感受器对精确频率（200赫兹）的微小振动特别敏感，因此有助于使我们的指尖具有极高的灵敏度。 Debrégeas想知道指纹的存在是否能增强这种敏感性。为了找出答案，他和他的同事设计了一种仿生触觉传感器（一种类似于人手指结构的装置），它可以检测到振动，类似于Pacinian小体的工作模式。该设备的一个版本是光滑的，另一个版本的表面具有和人类指纹相仿的嵴纹图案。当在同一个表面上移动时，出现了一个有趣的现象：有嵴纹图案的传感器放大了传感器的振动频率。作为人体指纹“代理”的传感器让我们知道，指纹类似于信道，它将微小的震动传递给皮肤下的传感器。指纹通过放大这些细微的感官信息，使我们的触觉灵敏度提高了几倍。

但是，拥有如此敏感的指尖有什么好处？几千年来，我们的双手一直是与世界产生交互的重要工具，而手部的很多任务是通过触摸来介导的。触感的敏感性尤其可能在进化上对我们有帮助，因为这能帮助我们检测出能食用的食物通过触觉将好食物与坏食物分开。

Debregéas补充说，黑猩猩和考拉等其他动物也存在著指纹和Pacinian小体的配对，他们依靠触觉敏感性来找到食物。这在某种程度上进一步证实了指纹的第二种理论。

实际上，Debrégeas更坚持“第三种理论”指纹可能同时能提高触觉和增强抓力。他解释说：“我们之所以擅长操纵事物，是因为我们具有精湛的触觉，且触觉和感觉之间存在不间断的反馈循环，这使我们能够实时校正抓住物体的力道。例如，手中的东西即将滑落，敏感的指尖能检测到接触面的变化，进而让手增强抓力重新握住东西。

关于指纹作用的推断和争论还在持续，神秘的指纹到底有哪些作用？这个谜底仍未揭开。

资料来源：Why Do We Have Fingerprints?