《科学世界》2023年全年杂志正在订阅中。
现在订阅,立享7.5折,并赠送经典科普图书《从一到无穷大》。通过文末链接,即可登录“科学世界”微店订购。
指纹一般是指人的手指末节掌面皮肤上的乳突线花纹。凹凸的纹路可以增加皮肤与物体的摩擦系数,但指纹的这一功能在当今社会很少被提及。说到指纹,人们的第一反应可能是“解锁手机”“移动支付”等。指纹形成于妊娠期第3~4个月,具有永久稳定性和唯一性,这种特性使它能够成为识别个人信息的“人体身份证”。
“一斗穷二斗富;三斗四斗卖豆腐;五斗六斗开当铺……”相信很多人都听过这首流传已久的指纹童谣。人的指纹虽然各不相同,但细分起来其实有3种典型的花纹类型,除了童谣中提到的斗形,还有弓形和箕形(下图),而这些花纹类型的形成是受到基因调控的。

我国科学家领导的团队面向23000多例个体进行全基因组关联扫描与分析,从中识别出43个与人类指纹花纹相关的遗传基因座,首次发现人类指纹花纹形成并非与皮肤发育相关通路有关,而是由肢体发育相关基因决定,相关研究于2022年1月发表在《细胞》(Cell)杂志上。这些基因在人体发育中往往起着重要的“一因多效”作用。例如,研究发现指纹花纹类型与手指长度比例间存在紧密相关性,两者有相同的遗传基础,小指相对越长,掌长相对越短,双手斗形花纹越多;而食指远端指节相对越长,斗形花纹则越少。既然指纹花纹类型的形成是受到基因调控的,那么,遗传背景几乎一样的同卵双胞胎的指纹会是一样的吗?
指纹作为一种表型,它的形成是基因和环境共同作用的结果。虽然指纹花纹的类型受到基因的调控,但在每个指纹形成的过程中,其具体纹路细节仍存在一定的随机性。简单讲,指纹的形成是由于胚胎发育时期表皮、真皮和基底层、皮下组织的生长速度不均,表皮受到挤压可能会向上隆起也可能会向下凹陷,最终形成了具体的指纹纹路,而这个过程受环境的影响存在一定的随机性。因此,即便是同卵双胞胎,指纹的具体纹路也不会完全一致,是可以通过识别进行区分的,就好比“世上没有两片完全相同的树叶”,我们恐怕也难以找到两个完全相同的指纹。
本文摘编自《科学世界》2023年第1期《Q&A》,阅读全文可进入“科学世界微店”购买本期杂志。
作者| 林青
新媒体编辑| 张丽君
审核| 周辉