¿Por qué las huellas digitales tienen la forma en que están?

Al igual que todas las características anatómicas, los patrones de la cresta epidérmica (“huellas digitales”) se forman como un efecto secundario de los primeros mecanismos de desarrollo que involucran principalmente la división celular. Los patrones de huellas dactilares en humanos comienzan a formarse en la décima semana de embarazo y se arreglan para la vida a la semana 17. [1]

Según los modelos actuales, los patrones de la cresta epidérmica se forman cuando la capa interna de la piel (la dermis) comienza a crecer más rápido que la capa externa (la epidermis), lo que lleva a la formación de patrones de pandeo 2D justo debajo de la superficie. [1]

El patrón de la huella digital (espirales, bucles y arcos) está determinado por la dirección de estiramiento durante el crecimiento de la piel, que a su vez está determinado por el patrón de crecimiento 3D y la forma del dedo (a: espiral, b: bucle, c: arco):

Esto condujo a patrones de huellas digitales (a: espiral, b: bucle, c: arco):

Los científicos no están de acuerdo con el propósito evolutivo de las crestas epidérmicas. Una opinión es que su función principal es mejorar la sensación táctil para discriminar texturas superficiales. [2] En forense criminal, se les llama “crestas de fricción” y se supone que son para un mejor agarre de la superficie (como propone Lee Ballentine). Se ha propuesto que las papilas dérmicas “protuberancias” que subyacen a las crestas aumentan la adhesión de las capas de la piel y mejoran la transferencia de nutrientes a la epidermis. Como muchas cosas en biología, las huellas digitales pueden tener múltiples propósitos simultáneamente.

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[1] Kucken M, Newall AC (2004). Un modelo para la formación de huellas digitales. Cartas de Eurofísica . (- Google Académico)

[2] Cauna N (2005). Naturaleza y función de las crestas papilares de la piel digital. El registro anatómico . (- Google Académico)

Está bastante claro que el beneficio evolutivo de las huellas dactilares es recoger objetos pequeños. Al igual que las crestas en las fauces de los alicates, las crestas de huellas dactilares y las espirales estabilizan todo lo que se está agarrando. El hecho de que las crestas sean curvas se debe al proceso de su desarrollo en el embrión humano.

Alrededor de la décima semana de desarrollo, la piel consiste en epidermis en capas, o capa externa de la piel, en la parte superior de la dermis sin capas. La capa basal más interna de la epidermis está formada por células cuyo eje es perpendicular a la superficie de la piel. Entre la semana 10 y 13, esta capa basal se forma en ondas, que pronto se expanden en pliegues de epidermis llamados “crestas primarias” que son lo suficientemente prominentes como para ser visibles en la superficie de la piel.

Tres sistemas principales de crestas se forman en la punta de los dedos. Uno sigue el borde de la uña (el surco de la uña), el segundo es un artefacto de la separación entre los dedos (el pliegue de flexión interfalángica), y el tercero (el borde de la cresta) generalmente aparece en algún lugar en el centro de la punta del dedo como parte del proceso de crecimiento. Estos tres sistemas de crestas se extienden con el tiempo en la superficie de las yemas de los dedos. Se cruzan en formas “en forma de Y” llamadas triradii (tres radios) que luego empujan las crestas aún en desarrollo hacia las curvas familiares que vemos en nuestras huellas digitales.

La matemática de estas curvas ha sido elaborada por Michael Kucken y Alan Newell en la Universidad de Arizona, en una serie de documentos. Al menos uno de estos está disponible gratis en línea:

http://math.arizona.edu/~anewell

Serialización del producto.