人類為啥會(huì)有指紋？祖先又不用指紋解鎖，為何會(huì)進(jìn)化出指紋？

2021.03.22

隨著科技的發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫阶约褐讣y的機(jī)會(huì)越來越多。很多人上下班要按指紋、辦身份證要錄指紋，平時(shí)生活中解鎖手機(jī)、移動(dòng)支付也都用指紋。

這得益于每個(gè)人指紋的獨(dú)特性，就像世界上沒有完全一樣的兩片樹葉一樣，世界上也沒有兩個(gè)人的指紋會(huì)完全相同。

不過，你有沒有想過一個(gè)問題：人類為何會(huì)有指紋呢？

指紋和指尖汗腺

我們知道，生物各個(gè)器官的出現(xiàn)和演化，都是為了提高生存率才完成的。某個(gè)器官可以幫助生物在自然界更好地生存下去，于是生存率就高，有更多的機(jī)會(huì)繁衍后代，將這個(gè)性征遺傳下去。相反的，不具備某個(gè)強(qiáng)大功能器官的生物相對(duì)容易死亡，就失去了大量繁殖的機(jī)會(huì)，這就是自然篩選推動(dòng)的生物進(jìn)化。

顯然，我們的老祖宗做夢(mèng)都想不到，自己的后代在21世紀(jì)竟然能用手指尖上這些奇怪的紋路來方便自己的生活。那么，他們?yōu)楹螘?huì)擁有指紋，這種紋路對(duì)于我們的祖先有什么幫助、才使得這個(gè)性征能夠遺傳到今天呢？

另外，在我們指紋的下方，還分布著許多的汗腺，可以分泌出汗液以及脂肪酸。平時(shí)我們幾乎感受不到手指尖的汗水，這是因?yàn)樗置诘牧看_實(shí)非常少，但絕不是完全沒有。同樣的，我們的祖先也不知道這些液體可以在現(xiàn)代用來幫助警方破案，他們又為何會(huì)在手指尖演化出汗腺呢？

多年以來，科學(xué)家們一直對(duì)指紋脊及其下方密集的汗腺充滿了疑惑，好奇它們?cè)谌祟惢蛘哒f整個(gè)靈長(zhǎng)目動(dòng)物的生活中到底發(fā)揮著怎樣的作用。最近，國(guó)外的一組研究人員在《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）上發(fā)表論文稱：利用先進(jìn)的激光成像技術(shù)，他們?cè)敿?xì)地研究了人類的指紋，更加了解的人類指紋的作用。

（圖片說明：指紋之間分泌的汗水）

把握手中的物品

以往的研究表明，我們的指紋在日常生活中的確有一個(gè)非常重要的功能，那就是幫助人類拿住物品。我們知道，兩個(gè)物體之間的摩擦力取決于二者之間的相互作用力以及粗糙程度，在握力相同的條件下，指紋脊的紋路自然而然地會(huì)提升摩擦系數(shù)，幫助靈長(zhǎng)類動(dòng)物更好地抓住自己手中的物品，這和汽車通過防滑鏈防止打滑是一樣的道理。

英國(guó)伯明翰大學(xué)的化學(xué)工程師Mike Adams介紹說：“靈長(zhǎng)類動(dòng)物通過進(jìn)化在自己的手腳上形成指紋脊，在和固體物品相接觸的時(shí)候，指紋脊可以在抓緊和操作一些精細(xì)動(dòng)作起到至關(guān)重要的作用?！?/span>

而在這個(gè)過程中，指尖的汗腺同樣在偷偷地發(fā)揮著自己的作用。他們發(fā)現(xiàn)，人類指尖的汗腺在分泌體液時(shí)，絕不僅僅是只靠溫度來控制的。指尖的汗腺和指紋形成了一個(gè)神奇的微調(diào)系統(tǒng)，精確地控制著指尖的濕潤(rùn)程度，這也可以幫助人們實(shí)現(xiàn)最大的摩擦力。

Adams繼續(xù)介紹說，這些汗腺可以“調(diào)節(jié)來自于外部環(huán)境以及汗腺孔的濕潤(rùn)程度，從而在最大程度上增加摩擦力，讓我們能夠免于摔得人仰馬翻，也幫助我們更好地拿住那部智能手機(jī)”。也就是說，在你讀這篇文章的時(shí)候，你的手機(jī)能夠不“哧溜”地從你手指尖滑落，要感激你自己的指紋和汗腺。

為了驗(yàn)證自己的理論，他們一共對(duì)6名男性志愿者進(jìn)行了研究。在實(shí)驗(yàn)中，他們要求受試者接觸玻璃，然后通過激光成像進(jìn)行分析。結(jié)果表明，當(dāng)人類的手指尖接觸堅(jiān)硬且不透水的物品時(shí)，這部分汗腺就會(huì)額外分泌出一些體液，提供更高一點(diǎn)的摩擦力，從而更好地握住物品。在分泌出一定量后，汗腺孔就會(huì)馬上封閉，防止體液過多反而導(dǎo)致手滑。

神奇的是，我們的指紋脊還能產(chǎn)生加速體液蒸發(fā)的效果，這與汗腺孔封閉的能力相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)我們指尖汗液量的精準(zhǔn)控制。在需要的時(shí)候，手指尖就會(huì)更濕潤(rùn)一點(diǎn)（雖然我們未必感覺得到），然后在不需要的時(shí)候，可以適當(dāng)蒸發(fā)減少表面的體液。

Adams表示：“這種雙重的水分管理機(jī)制，在干燥和濕潤(rùn)的環(huán)境下都為我們靈長(zhǎng)類動(dòng)物提供了進(jìn)化的優(yōu)勢(shì)，這種操作和運(yùn)動(dòng)的能力，是熊或者大型貓科動(dòng)物等生物所不具備的?！?/span>

人類祖先之所以能夠在險(xiǎn)象環(huán)生的史前時(shí)代生存下來，并且進(jìn)化成今天的智慧生命，與使用工具有著密不可分的關(guān)系。在其他動(dòng)物還單純憑著自己的力量在自然界生存時(shí)，人類已經(jīng)開始使用石頭和木頭制成武器來戰(zhàn)斗以及用作生活物品。在使用的過程中，正是凹凸不平的指紋提供了摩擦力，讓我們的祖先在使用工具時(shí)游刃有余，最終在自然界脫穎而出。

長(zhǎng)期以來，科學(xué)家們都對(duì)指紋的這個(gè)功能有所了解，但這一項(xiàng)研究告訴我們，連指紋下的汗腺，也能夠發(fā)揮類似的作用。在接觸一些光滑、堅(jiān)硬的物體時(shí)，汗腺分泌的體液可以讓我們更好地抓住物體。不論我們的手是干還是濕，憑借二者結(jié)合形成的調(diào)控系統(tǒng)，我們都能夠盡量防止手中的物品滑脫，這也是人類祖先相比于其他動(dòng)物所擁有的優(yōu)勢(shì)。

研究意義

除了告訴我們指紋在人類歷史上發(fā)揮的作用之外，該研究還有著其他的價(jià)值。對(duì)于那些開發(fā)智能手機(jī)或者是其他類似的經(jīng)常被人類“玩弄于股掌之間”的日常用品的人來說，這也是一種參考，用來設(shè)計(jì)更加符合人體工程學(xué)的設(shè)備。

另外，未來會(huì)有越來越多先進(jìn)的假肢會(huì)被開發(fā)出來，為有需要的人提供幫助。我們當(dāng)然希望這樣的假肢越逼真越好，那就要參考人類的指尖，為安裝假肢的人提供必要的摩擦力。同時(shí)，通過人造指紋，也可以給安裝假肢者提供虛擬現(xiàn)實(shí)的觸覺感受，提高假肢的逼真性。

除了人類使用的假肢之外，在生產(chǎn)車間承擔(dān)艱巨任務(wù)的機(jī)器人、機(jī)械臂也同樣需要提供必要的摩擦力，保證零件或者設(shè)備不會(huì)滑落。

總之，我們的祖先進(jìn)化出了指紋，必然是有其重要意義的。也許我們了解的還不夠多，在未來，科學(xué)家也會(huì)繼續(xù)相關(guān)的研究，破解更多祖先留給我們的“超能力”，并且將它們發(fā)揚(yáng)光大。

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