Какова функция эпидермальных гребней на пальцах человека (которые производят отпечатки пальцев)?

Какую функцию выполняют эпидермальные или капиллярные гребни на пальцах человека, предположительно уникальные отпечатки которых известны как отпечатки пальцев ?

В этом случае кажется, что @canadianer успешно определил некоторые положительные ответы на основе выбора. Но, честно говоря, Марк, я бы тоже прочитал свой нейтралистский ответ ... слишком часто люди «ожидают» ответа, основанного на выборе, когда в большинстве случаев ответ просто нейтрален.
Так что я могу датчик отпечатков пальцев моего телефона! Просто шучу. ;-)
Отпечатки пальцев есть не только у людей, они также присутствуют у многих наших ближайших родственников и развились отдельно у коал и североамериканских рыбаков.
Следует отметить, что отпечатки пальцев уже нельзя считать надежным уникальным идентификатором, как это было раньше. naturalnews.com/… А также то, что некоторые фермеры и некоторые старики могли стереть отпечатки пальцев.
Я нахожу смешным, что так много вопросов, подобных этому, задают «в чем эволюционная причина…». Вы могли бы спросить, имеет ли какую-либо функцию «любой технический термин, описывающий особенность кожи, на которую вы ссылаетесь» (и это не отпечаток пальца — немного поработайте перед публикацией). Но предполагать, что каждая черта организма подвергается отбору, — это интеллектуальный тупик.
@StephanBranczyk: Точка ком новостей Natural News не является заслуживающим доверия источником. Погуглите "quackwatch naturalnews".
Отпечатки пальцев больше не позволяют однозначно идентифицировать людей. nbcnews.com/id/5053007/ns/us_news-security/t/… Можно сказать, что отпечатки пальцев страдают от коллизий хэшей (информатика и криптография).
Мне нравится новое название, оно фокусируется на общей черте, а не на конкретном изображении какого-то пальца, X.

Ответы (2)

Я нашел много правдоподобных утверждений о том, что отпечатки пальцев увеличивают трение. Однако в следующей статье утверждается, по крайней мере, в экспериментальных условиях, что отпечатки пальцев фактически уменьшают трение с гладкими поверхностями за счет уменьшения площади контакта.

Отпечатки пальцев вряд ли увеличат трение подушечек пальцев приматов.

Обычно считается, что отпечатки пальцев улучшают хватку приматов, но эффективность их гребней будет зависеть от типа фрикционного поведения кожи. Ребра были бы эффективны для увеличения трения для твердых материалов, но в резиноподобном материале они уменьшили бы трение, потому что уменьшили бы площадь контакта. В этом исследовании мы исследовали фрикционные характеристики кончиков пальцев человека по сухому акриловому стеклу, используя модифицированную универсальную машину для механических испытаний, измеряя трение в диапазоне нормальных нагрузок, а также измеряя площадь контакта. Испытания проводились на разных пальцах, пальцах под разными углами и на акриловом листе разной ширины, чтобы разделить влияние нормальной силы и площади контакта. Результаты показали, что кончики пальцев больше напоминают резину, чем твердые тела; их коэффициенты трения падали при более высоких нормальных силах, а трение было выше, когда пальцы держались более плоско на более широких листах и, следовательно, когда площадь контакта была больше. Напряжение сдвига было больше при более высоких давлениях, что свидетельствует о наличии биопленки между кожей и поверхностью.Однако отпечатки пальцев уменьшили площадь контакта на треть по сравнению с плоской кожей, что уменьшило бы трение; это ставит под сомнение их предполагаемую фрикционную функцию.

Тем не менее, позже автор обсуждает их потенциальную роль в сцеплении с шероховатыми или влажными поверхностями:

Так зачем нам отпечатки пальцев? Одна из возможностей заключается в том, что они увеличивают трение на более шероховатых поверхностях по сравнению с плоской кожей, потому что гребни выступают в углубления таких поверхностей и обеспечивают большую площадь контакта. Для проверки этой возможности необходимы эксперименты на материалах с контрастной известной шероховатостью.

Вторая возможность заключается в том, что они облегчают сток воды, как протектор автомобильной шины или канавки на лапках древесных лягушек ( Federle et al., 2006 ), так что они улучшают сцепление с мокрой поверхностью. Хотя есть свидетельства того, что трение происходит на пальцах, покрытых большим количеством влаги (Andre et al., 2008), возможно, что на кончиках пальцев оно происходит медленнее, чем на более плоской коже. Еще раз, подходящие эксперименты могли бы проверить эту идею.

Кажется, существует больше консенсуса относительно идеи о том, что отпечатки пальцев полезны для тактильных ощущений. Ниже приведены лишь некоторые статьи, в которых это обсуждается.

Влияние ориентации отпечатков пальцев на колебания кожи при тактильном исследовании текстурированных поверхностей.

У человека тактильное восприятие тонких текстур опосредовано вибрациями кожи при сканировании поверхности кончиком пальца. Эти колебания кодируются специфическими механорецепторами, тельцами Пачини (ПК) , расположенными примерно на 2 мм ниже поверхности кожи. В недавней статье мы провели эксперименты с использованием биомиметического датчика, которые предполагают, что отпечатки пальцев (эпидермальные гребни) могут играть важную роль в формировании подкожных стрессовых колебаний таким образом, чтобы облегчить их обработку каналом ПК.Здесь мы дополнительно проверяем эту гипотезу, напрямую записывая модуляции силы трения подушечки пальца/подложки, вызванные сканированием фактического кончика пальца по текстурированной поверхности. Когда отпечатки пальцев ориентированы перпендикулярно направлению сканирования, спектр этих модуляций показывает ярко выраженный максимум около частоты v/λ, где v — скорость сканирования, а λ — период отпечатков пальцев. Этот простой биомеханический результат подтверждает актуальность нашего предыдущего открытия для человеческого прикосновения.

Роль отпечатков пальцев в кодировании тактильной информации, зондируемой биомиметическим датчиком.

У людей тактильное восприятие тонких текстур (пространственный масштаб <200 микрометров) опосредовано вибрациями кожи, возникающими при сканировании поверхности пальцем. Для установления взаимосвязи между текстурными характеристиками и подкожными вибрациями был разработан биомиметический тактильный датчик, размеры которого соответствуют размерам кончика пальца. Когда поверхность датчика имеет рисунок с параллельными гребнями, имитирующими отпечатки пальцев, в спектре вибраций, вызываемых подложками со случайной текстурой, преобладает одна частота, определяемая отношением скорости сканирования к расстоянию между гребнями. Для человеческого прикосновения эта частота попадает в оптимальный диапазон чувствительности афферентов Пачини, которые опосредуют кодирование тонких текстур.Таким образом, отпечатки пальцев могут осуществлять спектральную селекцию и усиление тактильной информации, что облегчает ее обработку специфическими механорецепторами.

В этой статье также утверждается причина эллиптической природы отпечатков пальцев:

У людей отпечатки пальцев организованы в виде эллиптических завитков, так что каждой области кончика пальца (и, следовательно, каждому ПК) можно приписать оптимальную ориентацию сканирования.

Первая статья показывает, что отпечатки пальцев уменьшают трение при захвате сухого акрилового стекла, но я предполагаю, что в среде, где появились отпечатки пальцев, сухого акрилового стекла было не так много. Это может быть совершенно по-другому при захвате шероховатых или мокрых поверхностей. (Но, насколько я знаю, на эту тему также может быть проведено множество исследований.)
@Nathaniel Во многом так же, как гладкие шины лучше всего на сухом асфальте, но вам нужны протекторы на пересеченной местности или на мокрой местности.
Означает ли это, что люди без отпечатков пальцев могут иметь меньшее чувство осязания, чем те, у кого есть отпечатки пальцев?
@ Натаниэль, я согласен. Как я уже сказал, их эксперимент не является исчерпывающим, но литературу по этому вопросу трудно найти (по крайней мере, в моих, по общему признанию, кратких поисках).
Ясность на TLA: ПК, в "и, следовательно, каждый ПК", пожалуйста.
Просто легкий толчок, и вы в 10k клубе! Поздравляю ;)
Обширное количество исследований, я многому научился из этого. Особенно по окончательной котировке TQ

Чтобы сбалансировать дискуссию, с нейтралистской эволюционной точки зрения...

НЕ должно быть прямого селективного давления для вклада признака в выраженный фенотип организма.

Три альтернативных, нейтральных объяснения:

  1. Черты «автостопщика» : это (черта) может быть побочным продуктом более необходимого компонента, функция которого напрямую связана с выживанием. Например, у нас есть волосы, и они имеют цвет, цвета, воспринимаемые в специфической пигментации наших волос, не являются строго отобранными, так или иначе (блондинка) или иначе (брюнетка), по крайней мере, в такой же степени, как функционально существенные свойства волос. сами волосы: чтобы наши предки были красивыми и теплыми. Это подводит нас к...
  2. Рудиментарные черты, унаследованные от предков : после того, как они развились, может потребоваться длительное эволюционное время, чтобы «от них избавиться». Это объясняет черты, которые мы все еще проявляем фенотипически, но первоначальная функциональная цель которых сегодня устарела . Например, копчик и наш вымерший зрительный датчик, более оптимальная конструкция обнаружена в глазах кальмара : сетчатка должна быть впереди стекловидного тела, чтобы избежать слепых пятен, «глюк», с которым приходится иметь дело только нам, жалким млекопитающим . По крайней мере, у нас есть хороший мозг, верно? Эти надоедливые, близкие к вымиранию тигры не имеют к нам никакого отношения. А те ехидны, которые все еще откладывают яйца? Это такая последняя эпоха...
  3. Нейтральные эволюционные режимы : мутации, модели наследования которых сильно зависят от силы, известной как генетический дрейф (вики) . Длинная история...

Примечание

Наиболее замечательная черта, на мой взгляд, обнаружена у слепых пещерных рыб . Почему у этой рыбы есть глаза, если она не может видеть?

Угадайте: какой из приведенных выше ответов верный: 1. , 2. или 3. ?

Похожие темы:

РЕДАКТИРОВАТЬ/с:

  • 17 марта 2017 г .: Исправление (престижность AliceD ): я перепутал рассуждения о примере с глазами млекопитающих, мушки не были субоптимальной чертой, это были слепые пятна. В глазах головоногих слепых зон нет.
В ответ на ваш вопрос о пещерной рыбе, не угадывая;) biology.stackexchange.com/questions/34466/…
Я думаю, что в этом случае нейтральная эволюция крайне маловероятна из-за конвергентной эволюции отпечатков пальцев у других видов (например, коала и североамериканского Фишера), которая, по-видимому, связана с их образом жизни и средой обитания, но все же важно рассмотреть другие объяснения.
@JackAidley Вам все еще нужно убедиться, что нет никакой другой черты, связанной с отпечатками пальцев, которая является фактическим результатом конвергентной эволюции, а отпечатки пальцев являются просто обычным побочным эффектом этого.
@JackAidley, я бы сказал, что вы упускаете ключевой аспект отпечатков пальцев: их большую изменчивость, по крайней мере, среди человеческих популяций ... Вы должны быть уверены, что вы подразумеваете под «отпечатком пальца», определенным рисунком? Потому что, если бы максимальное трение было эволюционной «конечной игрой», наверняка у всех нас были бы руки геккона?
@JeffreyBosboom, не стесняйтесь редактировать это внизу ответа после символа уценки «---». Поиск: «Ожидается исправление примера глаза млекопитающего».
Расположение сетчатки млекопитающих — очень плохой пример. Он служит своей цели, поэтому его продвигают. Тот факт, что существуют лучшие решения, не имеет значения для процесса эволюции. Для перехода к лучшему решению сначала потребуется неразвивающееся видение — этого просто не произойдет. То же самое с семявыносящим протоком, накинутым на лобковую кость, бессмысленно, но «мы слишком много вложили в это решение, чтобы отказываться от него сейчас».
@Агент_Л. туше. Я согласен с вами на каком-то уровне, но « бессмысленно », это немного грубо, не так ли? Я имел в виду то, в чем я с вами согласен , суть в том, что естественный отбор — это «слепой часовщик» — Докинз. См.: en.wikipedia.org/wiki/The_Blind_Watchmaker . Хотите отредактировать мой ответ?
Почему у кальмара не должно быть поплавков? Можно было бы отметить отсутствие слепого пятна в глазах кальмара
@AliceD: прикосновение, ОТРЕДАКТИРОВАНО. Я перепутал свои рассуждения об оптимальном дизайне глаз млекопитающих и головоногих.
Рад, что смог помочь. +1
@hello_there_andy Нет, я считаю, что «бессмысленно» здесь правильное слово. Эволюции буквально все равно, что где-то существует объективно лучшее решение (если только другой вид не сможет превзойти вас благодаря этому решению). Я не думаю, что есть причина также вызывать Докинза, он нужен, когда кто-то не может понять основную концепцию эволюции, и люди, участвующие в этой дискуссии, похоже, не имеют с этим проблем.
@hello_there_andy Не существует «концепции великого слепого часовщика», которую нужно реализовать, самой основной идеей эволюции является эта великая концепция. Слепой часовщик — это просто способ объяснить это, история «эволюция для чайников». Мы здесь не дураки, пожалуйста, не обращайтесь с нами так. Докинз — противоречивая фигура даже среди сторонников эволюции, потому что он опасно близок к тому, чтобы проповедовать науку как еще одну религию. И я не согласен, что эволюция — плохой часовщик, она — очень хороший часовщик. Потому что лучше выпустить успешный работающий продукт, чем тратить слишком много ресурсов на ненужные улучшения.
Добавить нечего, кроме: "Давайте посмотрим, будут ли глаза у вашей пещерной рыбы через миллион лет! :) )) PS: Вот недавно обнаруженный пещерный голец. Это потрясающе.
@Kara, что более важно, давайте посмотрим, сможем ли мы адаптироваться к более жаркому климату, низкому уровню кислорода и конкуренции с ожидаемым размером популяции H.sapiens в 12 миллиардов к 2039 году!
Какова функция эпидермальных гребней на пальцах человека (которые производят отпечатки пальцев)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 4v