Nel 1910, Thomas Jennings fuggì dalla scena di un omicidio, ma lasciò dietro di sé un indizio che avrebbe suggellato il suo destino: una perfetta impressione delle sue impronte digitali nella vernice asciutta di una ringhiera, fuori dalla casa dove aveva commesso il crimine. Le impronte digitali di Jennings furono le prime ad essere usate come prove in un'indagine criminale e portarono alla sua condanna per omicidio nel 1911.
Da allora, le impronte digitali hanno continuato a comparire come prove cruciali nelle indagini forensi. Questi marcatori di identità unici sono così idealmente adatti al compito di scassinare un crimine, che è quasi come se fosse il motivo per cui esistono.
Ma ovviamente non è così. Il che ci porta alla domanda: perché abbiamo le impronte digitali e quale scopo biologico servono?
Dita e attrito
Si scopre che gli scienziati sono storicamente in disaccordo sulla risposta.
"Le persone hanno avuto 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 presso l'Università di Hull nel Regno Unito.
Ennos ha trascorso parte della sua carriera indagando sulla prima idea: le impronte digitali ci danno presa. Per molto tempo, questa è stata la teoria guida, secondo cui minuscole depressioni e picchi di impronte digitali creano attrito tra le nostre mani e le superfici che tocchiamo.
Un elemento di prova a supporto di questa teoria è che le punte delle dita potrebbero funzionare come le gomme delle auto, la cui natura flessibile consente loro di conformarsi alla superficie su cui stanno viaggiando. Nei pneumatici, questa flessibilità è accoppiata a gradini simili a trogoli che decorano la loro superficie - e questo allarga la superficie del pneumatico, aumentando quindi anche attrito e trazione. Ennos voleva indagare 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 accade 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 della carne toccava il vetro.
Sorprendentemente, questi esperimenti hanno rivelato che "l'area di contatto effettiva è stata ridotta dalle impronte digitali, perché le valli non hanno preso contatto", ha detto Ennos a Live Science. In altre parole, rispetto alla pelle liscia che copre il resto del corpo, "le impronte digitali dovrebbero ridurre l'attrito, almeno su superfici lisce".
Ciò non toglie completamente l'idea 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 detto Ennos.
Ma c'è un'altra teoria, che potrebbe contenere più acqua: il ruolo delle impronte digitali nel favorire il tocco.
Tocco magistrale
Qualche anno fa, Georges Debrégeas, un fisico trasformato in biologo all'Università della Sorbona di Parigi, stava riflettendo sulla mancanza di una teoria conclusiva sul perché abbiamo le impronte digitali, quando divenne curioso del potenziale ruolo del tocco. Le nostre dita contengono quattro tipi di meccanorecettori o cellule che rispondono alla stimolazione meccanica come il tocco. Debrégeas era particolarmente curioso di sapere un particolare tipo di meccanorecettore - i corpuscoli paciniani - che si trovano a circa 0,08 pollici (2 millimetri) sotto la superficie della pelle in punta di 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.
Questi meccanorecettori sono particolarmente sensibili alle minuscole vibrazioni di una frequenza precisa - 200 hertz - e quindi aiutano a dare 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, un aggeggio che ricorda la struttura di un dito umano, con sensori che rileverebbero le vibrazioni in modo simile a quello dei corpuscoli paciniani. Una versione di questo dispositivo era liscia e un'altra aveva un motivo increspato sulla superficie che imitava un'impronta digitale umana. Quando si spostava su una superficie, quella increspata produceva un'affascinante scoperta: le creste sul sensore amplificavano l'esatta frequenza delle vibrazioni a cui i corpuscoli paciniani sono così sensibili.
Agendo come un proxy per le punte delle dita umane, il congegno suggerì che le nostre impronte digitali avrebbero similmente incanalato queste vibrazioni precise ai sensori sotto la pelle ... Amplificando queste informazioni sensoriali fini e dettagliate, la teoria è che le impronte digitali aumentano così di più volte la nostra sensibilità tattile. "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 navigare nel 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", Debrégeas ha spiegato. Un buon senso del tatto potrebbe aiutarci a evitare oggetti marci o infetti.
Aggiungendo peso all'idea, 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 aiutarli a 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. Ma è una tesi avvincente ed elegante, tuttavia. "Sembra che tutto corrisponda", ha detto.
Finali allentati e nuove domande
Anche così, Debrégeas pensa davvero che le impronte digitali possano servire gli obiettivi sia del tocco che della 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".
Ad esempio, se qualcosa scivola mentre lo tieni in mano, devi essere in grado di rilevare il cambiamento nella sua superficie con punte sensibili delle dita, al fine di mantenere la presa. Quindi Debrégeas pensa che sia possibile che il nostro raffinato senso del tatto e la presa precisa si siano evoluti insieme
Ennos riflette ancora un'altra possibile spiegazione: le impronte digitali potrebbero prevenire le vesciche, crede. "Un'idea finale che preferisco è che le creste rinforzino la pelle in alcune direzioni e la aiutino 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".
Per Ennos, queste molte possibilità lo incuriosiscono.
Quindi, dove ci lascia questo? Sembra che nonostante offra prove forensi inconfutabili ai detective e alla polizia, per ora, le nostre impronte digitali rimangono qualcosa di enigmatico.
