1910 floh Thomas Jennings aus einer Mordszene, hinterließ jedoch einen Hinweis, der sein Schicksal besiegeln würde: einen perfekten Eindruck seiner Fingerabdrücke in der trocknenden Farbe eines Geländers vor dem Haus, in dem er das Verbrechen begangen hatte. Jennings 'Fingerabdrücke waren die ersten, die als Beweismittel für strafrechtliche Ermittlungen verwendet wurden, und sie führten 1911 zu seiner Verurteilung wegen Mordes.
Seitdem sind Fingerabdrücke weiterhin ein entscheidender Beweis für forensische Untersuchungen. Diese einzigartigen Identitätsmarker eignen sich so ideal für die Aufgabe, ein Verbrechen zu zerstören, dass es fast so ist, als ob sie deshalb existieren.
Aber das ist natürlich nicht der Fall. Was uns zu der Frage bringt: Warum haben wir Fingerabdrücke und welchen biologischen Zweck erfüllen sie?
Finger und Reibung
Es stellt sich heraus, dass Wissenschaftler in der Vergangenheit über die Antwort nicht einig waren.
"Die Menschen hatten zwei Ideen zu Fingerabdrücken: Sie verbessern den Griff und die Wahrnehmung von Berührungen", sagte Roland Ennos, Biomechaniker und Gastprofessor für Biologie an der University of Hull in Großbritannien.
Ennos hat einen Teil seiner Karriere damit verbracht, die erste Idee zu untersuchen - dass Fingerabdrücke uns Halt geben. Dies war lange Zeit die Leittheorie, dass die winzigen Mulden und Spitzen von Fingerabdrücken Reibung zwischen unseren Händen und den Oberflächen verursachen, die wir berühren.
Ein Beweis für diese Theorie ist, dass Fingerspitzen wie die Gummireifen von Autos funktionieren könnten, deren geschmeidige Natur es ihnen ermöglicht, sich an die Oberfläche anzupassen, über die sie fahren. Bei Reifen wird diese Geschmeidigkeit mit muldenartigen Laufflächen kombiniert, die ihre Oberfläche schmücken - und dies vergrößert die Oberfläche des Reifens, wodurch auch die Reibung und Traktion erhöht werden. Ennos wollte untersuchen, wie gut sich diese Idee in einem Laborexperiment behaupten würde.
"Wir wollten sehen, ob die Fingerreibung im Kontaktbereich wie bei Reifen zunimmt", sagte Ennos gegenüber Live Science. Um dies herauszufinden, zogen die Forscher eine Plexiglasplatte über die Fingerpads einer Person, variierten die Kraft über verschiedene Versuche und verwendeten Fingerabdrucktinte, um festzustellen, wie viel des Fleischbereichs das Glas berührte.
Überraschenderweise zeigten diese Experimente, dass "der tatsächliche Kontaktbereich durch die Fingerabdrücke verringert wurde, weil die Täler keinen Kontakt hatten", sagte Ennos gegenüber Live Science. Mit anderen Worten, verglichen mit der glatten Haut, die den Rest des Körpers bedeckt, "sollten Fingerabdrücke die Reibung zumindest auf glatten Oberflächen verringern."
Dies entlarvt die Idee, dass Fingerabdrücke den Griff unterstützen, nicht vollständig, sagte Ennos. Es wird vermutet, dass Fingerabdrücke uns dabei helfen könnten, Oberflächen bei Nässe zu greifen - die Kanäle leiten Wasser ab, ähnlich wie die Laufflächen von Autoreifen -, um zu verhindern, dass unsere Hände über eine Oberfläche rutschen. Diese Idee ist jedoch schwieriger zu testen, da es schwierig ist, das Verhalten menschlicher Fingerabdrücke unter diesen Bedingungen perfekt nachzuahmen, sagte Ennos.
Aber es gibt noch eine andere Theorie, die mehr Wasser enthalten könnte: die Rolle von Fingerabdrücken bei der Unterstützung von Berührungen.
Meisterhafte Berührung
Vor einigen Jahren dachte Georges Debrégeas, Physiker und Biologe an der Universität Sorbonne in Paris, über das Fehlen einer schlüssigen Theorie darüber nach, warum wir Fingerabdrücke haben, als er neugierig auf die mögliche Rolle der Berührung wurde. Unsere Finger enthalten vier Arten von Mechanorezeptoren oder Zellen, die auf mechanische Stimulation wie Berührung reagieren. Debrégeas war besonders neugierig auf eine bestimmte Art von Mechanorezeptor - Pacinian Corpuscles -, die in Fingerspitzen etwa 2 Millimeter unter der Hautoberfläche auftreten. "Ich interessierte mich für Pacinianische Körperchen, weil wir aus früheren Experimenten wussten, dass diese spezifischen Rezeptoren die Wahrnehmung feiner Texturen vermitteln", sagte Debrégeas gegenüber Live Science.
Diese Mechanorezeptoren reagieren besonders empfindlich auf winzige Schwingungen mit einer präzisen Frequenz von 200 Hertz und tragen so dazu bei, dass unsere Fingerspitzen extrem empfindlich werden. Debrégeas fragte sich, ob Fingerabdrücke diese Empfindlichkeit erhöhten.
Um dies herauszufinden, entwarfen er und seine Kollegen einen biomimetischen taktilen Sensor, eine Vorrichtung, die der Struktur eines menschlichen Fingers ähnelt, mit Sensoren, die Vibrationen ähnlich wie Pacinianische Körperchen erfassen würden. Eine Version dieses Geräts war glatt und eine andere hatte ein geriffeltes Muster auf der Oberfläche, das einen menschlichen Fingerabdruck nachahmte. Beim Bewegen über eine Oberfläche ergab der geriffelte eine faszinierende Entdeckung: Die Rippen des Sensors verstärkten die genaue Frequenz der Schwingungen, auf die Pacinianische Körperchen so empfindlich reagieren.
Als Proxy für menschliche Fingerspitzen schlug die Erfindung vor, dass unsere Fingerabdrücke diese präzisen Schwingungen auf ähnliche Weise auf Sensoren unter der Haut leiten würden. Durch die Verstärkung dieser feinen und detaillierten sensorischen Informationen wird angenommen, dass Fingerabdrücke daher unsere taktile Empfindlichkeit um ein Vielfaches erhöhen. "Die Tatsache, dass Sie Fingerabdrücke auf die Haut legen, verändert die Art der Signale vollständig", sagte Debrégeas.
Aber was bringt es, solche überempfindlichen Fingerspitzen zu haben?
Seit Jahrtausenden sind unsere Hände wichtige Werkzeuge, um Lebensmittel zu finden und zu essen und uns dabei zu helfen, durch die Welt zu navigieren. Diese Aufgaben werden durch Berührung vermittelt. Insbesondere die Empfindlichkeit gegenüber Texturen kann evolutionär von Vorteil sein, da sie uns dabei geholfen hat, die richtige Art von Lebensmitteln zu erkennen: „Der Grund, warum wir Texturen erkennen und trennen müssen, besteht darin, dass wir das gute Lebensmittel vom schlechten Lebensmittel trennen möchten“, so Debrégeas erklärt. Ein feiner Tastsinn kann uns helfen, Fäulnis oder infizierte Gegenstände zu vermeiden.
Debregéas fügte der Idee Gewicht hinzu und bemerkte, dass die Paarung von Fingerabdrücken und pazinischen Blutkörperchen auch bei anderen Tieren wie Schimpansen und Koalas existiert, die teilweise auf taktiler Empfindlichkeit beruhen, um ihnen zu helfen, ihre Nahrung zu finden.
Debregéas betonte jedoch, dass sein Experiment kein Beweis dafür ist, dass sich Fingerabdrücke zu diesem Zweck entwickelt haben. Aber es ist trotzdem eine überzeugende und elegante These. "Es scheint, als würde alles zusammenpassen", sagte er.
Lose Enden und neue Fragen
Trotzdem glaubt Debrégeas tatsächlich, dass Fingerabdrücke den Zielen von Berührung und Griff dienen könnten. "Der Grund, warum wir so gut darin sind, Dinge zu manipulieren und zu handhaben, ist, dass wir diesen exquisiten Tastsinn haben - eine ständige Rückkopplungsschleife zwischen dem, was wir berühren und dem, was wir fühlen", erklärte er. Das "ermöglicht es uns, in Echtzeit die Kraft zu korrigieren, mit der wir das Objekt greifen werden."
Wenn beispielsweise etwas rutscht, während Sie es halten, müssen Sie in der Lage sein, die Veränderung seiner Oberfläche mit empfindlichen Fingerspitzen zu erkennen, um Ihren Griff zu erhalten. Debrégeas hält es daher für möglich, dass sich unser feiner Tastsinn und unser präziser Griff tatsächlich gemeinsam entwickelt haben
Ennos denkt über eine weitere mögliche Erklärung nach: Fingerabdrücke könnten Blasen verhindern, glaubt er. "Eine letzte Idee, die ich bevorzuge, ist, dass die Rippen die Haut in einige Richtungen verstärken und ihr helfen, Blasenbildung zu widerstehen, während sie sich dennoch im rechten Winkel dehnen kann, damit die Haut den Kontakt aufrechterhält", sagte er. "Das ist ein bisschen wie die Verstärkung in Reifen."
Für Ennos faszinieren ihn diese vielen Möglichkeiten.
Wo bleibt uns das? Es scheint, dass unsere Fingerabdrücke, obwohl sie Detektiven und der Polizei unwiderlegbare forensische Beweise bieten, vorerst ein Rätsel bleiben.
