草根影響力新視野 編譯 鍾藝

1910年，Thomas Jennings逃離了兇殺現場，但他留下了一條可以決定他命運的線索：他在作案的房子外的油漆欄杆上留下了指紋。1911年Jennings被判謀殺罪，而他的指紋也開創了用指紋做刑事調查的先河。從那時起，指紋一直是法醫調查的重要證據。人們這些獨特的身份標記對打擊犯罪特別有幫助，彷彿這就是它們存在的原因。然而事實並非如此，那為什麼我們有指紋，它們到底有什麼生物學用途呢？

不同的科學家對指紋的看法不一，但主要的推斷分為兩類：一是指紋有助於提高手指的抓力，二是指紋有助於提高手指觸覺。

英國赫爾大學生物學客座教授、生物力學研究員Roland Ennos花了職業生涯里的大部分時間來研究第一個推斷。關於指紋能提高手指抓力，在很長時間以來都只是一個理論即指紋微小的波谷和波峰會在我們的手和我們接觸的表面之間產生摩擦。支持這一理論的一個證據是，指尖的工作原理可能類似於汽車上的橡膠輪胎，其柔韌的特性使其與接觸的表面保持一致，這就擴大了輪胎與地面的接觸表面積，進而增加了摩擦力和牽引力。

Ennos想通過實驗來證實這個理論的真實性。為了找到答案，研究人員將一塊有機玻璃板拖過一個人的手指墊，且不斷改變力道，並使用墨水來確定指頭上有多少面積接觸到了玻璃。令人驚訝的是，這些實驗說明了相反的事實指紋實則是減少了接觸面積。換句話說，與覆蓋身體其他部位的光滑皮膚相比，指紋減少了摩擦，至少在光滑的表面上是這樣。不過Ennos也補充道，這並不能完全否定指紋有助於抓握的觀點。有人認為，指紋可能有助於我們在潮濕的環境中抓握表面，例如，像汽車輪胎上的花紋一樣，可以吸走水分，防止我們的手滑過表面。然而，這一想法更難通過實驗進行驗證，因為這些條件很難在實驗中復刻。

第二種理論，可能更站得住腳：指紋幫助我們提升觸覺。巴黎索邦大學生物學家Georges Debrégeas在幾年前提出了一個理論：我們的手指有四種機械感受器來響應機械刺激。Debrégeas對其中一種特殊類型的機械感受器Pacinian小體特別好奇，這種機械感受器出現在指尖皮膚表面以下約0.08英寸（2毫米）的位置。 Debrégeas告訴Live Science：「我對Pacinian小體之所以很感興趣，是因為從先前的實驗中我們知道，這些特定的受體介導了我們對精細結構的感知。」

這些機械感受器對精確頻率（200赫茲）的微小振動特別敏感，因此有助於使我們的指尖具有極高的靈敏度。 Debrégeas想知道指紋的存在是否能增強這種敏感性。為了找出答案，他和他的同事設計了一種仿生觸覺感測器（一種類似於人手指結構的裝置），它可以檢測到振動，類似於Pacinian小體的工作模式。該設備的一個版本是光滑的，另一個版本的表面具有和人類指紋相仿的脊紋圖案。當在同一個表面上移動時，出現了一個有趣的現象：有脊紋圖案的感測器放大了感測器的振動頻率。作為人體指紋「代理」的感測器讓我們知道，指紋類似於通道，它將微小的震動傳遞給皮膚下的感測器。指紋通過放大這些細微的感官信息，使我們的觸覺靈敏度提高了幾倍。

但是，擁有如此敏感的指尖有什麼好處？幾千年來，我們的雙手一直是與世界產生交互的重要工具，而手部的很多任務是通過觸摸來介導的。觸感的敏感性尤其可能在進化上對我們有幫助，因為這能幫助我們檢測出能食用的食物通過觸覺將好食物與壞食物分開。

Debregéas補充說，黑猩猩和考拉等其他動物也存在著指紋和Pacinian小體的配對，他們依靠觸覺敏感性來找到食物。這在某種程度上進一步證實了指紋的第二種理論。

實際上，Debrégeas更堅持「第三種理論」指紋可能同時能提高觸覺和增強抓力。他解釋說：「我們之所以擅長操縱事物，是因為我們具有精湛的觸覺，且觸覺和感覺之間存在不間斷的反饋循環，這使我們能夠實時校正抓住物體的力道。例如，手中的東西即將滑落，敏感的指尖能檢測到接觸面的變化，進而讓手增強抓力重新握住東西。

關於指紋作用的推斷和爭論還在持續，神秘的指紋到底有哪些作用？這個謎底仍未揭開。

資料來源：Why Do We Have Fingerprints?