Биологи выяснили, как формируются уникальные отпечатки наших пальцев

У каждого человека есть уникальные особенности, отличающие его от всех остальных представителей вида: рисунок сетчатки, узор вен на ладони, отпечатки пальцев и так далее. Вот уже больше сотни лет дактилоскопические методы идентификации человека используют в криминалистике и биометрии, хотя до сих пор никто из ученых не мог сказать, как именно образуется уникальный рисунок на кончиках наших пальцев.

Дело явно не в генах: даже у однояйцевых близнецов, сформировавшихся из одной яйцеклетки, отпечатки разные. Международная команда исследователей отследила развитие отпечатков пальцев у эмбрионов мышей и в культуре человеческих клеток. Результаты их работы опубликованы в журнале Cell.

Ученые обнаружили, что в формировании отпечатков немалую роль играет «система реакции-диффузии», которую открыл в 1950-х годах английский математик Алан Тьюринг. Согласно предположению Тьюринга, некоторые молекулы в развивающейся системе способствуют росту клеток, в то время как другие активно ему препятствуют. В результате взаимодействия двух сил и формируются такие уникальные особенности живых организмов, как рисунок полос зебры, пятен жирафа или отпечаток собачьего носа.

Наблюдая за развитием отпечатков пальцев у эмбрионов мышей и в культуре человеческих клеток, исследователи заметили, что клетки кожи ведут себя в соответствии с системой реакции-диффузии, и формирующиеся микрогребешки распространяются в стороны, как волны, сталкиваясь и взаимодействуя друг с другом. Этот процесс начинается в трех точках: на кончике пальца, в центре подушечки и ближе ко второй фаланге пальца, и в конечном счете приводит к формированию уникального узора отпечатка.

Начальные стадии этого процесса напоминают формирование волосяных фолликулов, хотя для образования волос требуются клетки из более глубоких слоев кожи. Вероятно, если бы у нас была возможность «считывать» рисунок волос, мы бы убедились, что и их расположение на коже каждого человека уникально и неповторимо.