Наконец-то ученые выяснили, зачем нужны отпечатки пальцев
Если вы примат или коала, у вас есть нечто иное, чем у других животных: отпечатки пальцев. А новое исследование объясняет, как наши отпечатки пальцев помогают нам удерживать поверхности, с которыми мы соприкасаемся, — и все это связано с регулированием влажности.
До сих пор не было ясно, как на самом деле нам помогают выступы отпечатков пальцев и более высокая плотность потовых желез под ними. Исследователи решили исследовать это с помощью передовой технологии лазерной визуализации и обнаружили тонко настроенную систему, контролирующую, насколько влажными или сухими являются наши кончики пальцев.
Это означает, что наши пальцы способны реагировать на различные типы поверхностей, к которым они прикасаются, делая хватку максимально прочной со всем, от телефона до зонта, и предотвращая «катастрофическое скольжение», когда мы теряем объекты.
«У приматов образовались эпидермальные гребни на руках и ногах», — говорит инженер-химик Майк Адамс из Университета Бирмингема в Великобритании. «Во время контакта с твердыми предметами выступы отпечатков пальцев важны для захвата и точного манипулирования.
«Они регулируют уровень влажности от внешних источников или потовых пор, так что трение становится максимальным, и мы избегаем скольжения и удерживаем этот смартфон».
Лазерное сканирование крупным планом шести мужчин-добровольцев, дотрагивающихся до стекла, показало, что, когда кончики пальцев соприкасаются с твердыми, непроницаемыми поверхностями, выделяется дополнительная влага, увеличивающая трение и сцепление. Однако поры для пота в конечном итоге закрываются, чтобы избежать слишком скользких контактов.
Эта техника блокировки пор сочетается с ускоренным процессом испарения, контролируемым выступами отпечатка пальца, который вступает в игру, когда необходимо удалить излишнюю влагу — опять же, с конечной целью сохранения прочного контакта между пальцем и предметом.
Работая вместе, два биологических механизма способны адаптироваться к поверхностям, независимо от того, были ли наши пальцы изначально влажными или сухими: они обеспечивают кератиновый слой кожи нужным количеством влаги. Это дает нам навыки, которых нет у животных с гладкими руками и ногами.
«Этот двойной механизм управления влажностью предоставил приматам эволюционное преимущество в сухих и влажных условиях, дав им способности к манипулированию и передвижения, недоступные другим животным, таким как медведи и большие кошки», — говорит Адамс.
Помимо того, что мы узнаем больше о человеческом теле, это исследование, вероятно, поможет дизайнерам продуктов, которым нужно разработать гаджет, с которым люди должны взаимодействовать, например смартфон.
«Понимание влияния трения подушечек пальцев поможет нам разработать более реалистичные тактильные датчики», — говорит Адамс. «Например, приложения в робототехнике и протезировании, а также системы тактильной обратной связи для сенсорных экранов и сред виртуальной реальности».
Исследование опубликовано в PNAS.
