Цікавий феномен унікальності відбитків пальців використовується людством з 1800х років. Вже з того часу наковці висували теорії такого явища. Адже, навіть однояйцеві близнюки, які мають абсолютно ідентичний набір генів (ДНК) мають різні відбитки пальців. А відбитки пальців коали не відрізнити від людських.

Папілярний візерунок — це підняті місця епідермісу на пальцях (рук та ніг), долонях рук та стопах ніг, що складаються з однієї й більше поєднаних папілярних ліній шкіри. Часом їх ще називають «епідермальними гребінцями».

Першими теоріями щодо того як формуються відбитки пальців біло спонтанне згортання шкіри, молекулярні сигнали, та навіть припущення що візерунок шкіри повторює розташування кровоносних судин.

Нещодавно вчені заявили, що нарешті зрозуміли як і чому формуються відбитки пальців.

В утробі матері гребені, що визначають відбитки пальців, розширюються назовні хвилями, починаючи з трьох різних точок на кожному кінчику пальця. Те, як ці хребти поширюються від початкових точок і зливаються і визначає загальну форму відбитків пальців.

Вчені знали, що виступи, які характеризують відбитки пальців, починають утворюватися у вигляді виростів шкіри, що спускаються вниз, на зразок канавок. Протягом кількох наступних тижнів клітини, що швидко розмножуються, починають рости вгору, що призводить до потовщення смуг шкіри.

Оскільки гребені, що формуються, і волосяні фолікули, що розвиваються, мають схожі структури в глибині шкіри, дослідники порівнювали клітини з цих двох місць. Команда виявила, що обидва сайти мають спільні деякі типи сигнальних молекул — месенджерів, які передають інформацію між клітинами — включаючи три, відомі як WNT, EDAR і BMP. На них дослідники і зосередились.

Щоб дослідити, як ці сигнальні молекули можуть взаємодіяти, утворюючи шаблони, команда відкоригувала рівень молекул у мишей. Миші не мають відбитків пальців, але їхні пальці на ногах мають смугасті виступи на шкірі, які можна порівняти з людськими відбитками.

Оскільки мишачі пальці занадто малі, щоб на них створились складні форми як на людських відбитках пальців, вчені використовували комп’ютерні моделі, щоб змоделювати візерунок Тьюринга*, який поширюється від трьох відомих місць початку гребня – центр подушечки, під нігтем і в суглобовій складці.

*Модель Тьюринга - це матетматична теорія, запропонована у 1950-х роках британським математиком Аланом Тьюрингом, описує як хімічні молекули поширюються, створюючи закономірності що можна побачити в природі.

Змінюючи відносний час, розташування та кут цих вихідних точок, команда могла створити кожен із трьох найпоширеніших візерунків відбитків пальців — арки, петлі та завитки — і навіть більш рідкісні. Наприклад, арки можуть утворюватися, коли виступи подушечок пальців починають повільно, дозволяючи виступам, що починаються від складки та під нігтем, займати більше місця.

За матеріалами: ScienceNews