Вопрос на засыпку: почему у однояйцевых близнецов разные отпечатки пальцев?

Людей с одинаковыми отпечатками пальцев, как известно, не существует. Эту особенность используют полицейские для поиска преступников, кроме того, благодаря ей многие из нас разблокируют свои смартфоны одним касанием пальца. Но от чего вообще зависит отпечаток пальцев? Многие исследования показали, что на узоры на пальцах влияют гены. Но отсюда возникает вопрос — почему у однояйцевых близнецов рисунок на пальцах разный?
Ответить на этот вопрос помогло недавнее исследование, в котором ученым удалось выяснить как формируются узоры из кожи. Оказывается, они зависят всего от трех молекул, которые способны создавать бесконечное множество вариаций рисунков, практически, случайным образом.

Ученые выяснили от чего зависят узоры на пальцев и почему у всех людей они разные

Почему у людей на пальцах есть рисунок на пальцах

Зачем вообще эволюция наградила людей рисунками на пальцах? Разумеется, не для того, чтобы разблокировать смартфоны. Неровности на пальцах и ладонях улучшают сцепление. То есть благодаря им у нас не выскальзывают различные предметы из рук. Однако изначально рисунок на руках, судя по всему, появился для того, чтобы нашим предкам легче было хвататься за ветки и стволы деревьев. Поэтому рисунок также имеется у некоторых лазающих животных, к примеру, шимпанзе и коал.


Узор на пальцах имеется не только у людей, но и некоторых животных

Кроме того, неровности помогают чувствовать тактильные свойства поверхностей, которых мы касаемся. Следует отметить, что рисунок на пальцах образуется тремя элементами, или узорами: завитками, петлями, и арками (гребнями). Различные сочетания этих узоров и обеспечивают наши пальцы уникальными рисунками.

Как формируется рисунок на пальцах

Отпечатки пальцев, а точнее, рисунок появляется довольно рано — начиная с тринадцатой недели развития плода. Вначале на кончиках пальцев возникают углубления, которые называются первичными гребнями. Затем из них развиваются вышеперечисленные узоры, в результате чего формируется уникальный рисунок.
Ранее ученым удалось обнаружить некоторые гены, которые определяют какие узоры появляются на пальцах человека. Однако непонятно какие биохимические механизмы управляют образованием этих рисунков. Чтобы ответить на этот вопрос, британские ученые секвенировали РНК внутри ядер клеток зародыша на кончиках пальцев.



За узоры на пальцах отвечают всего три гена

В результате исследователи обнаружили 3 сигнальных пути, то есть определенные белки, которые отвечают за передачу инструкции. Каждый сигнальный путь влияет то, как растет кожа на пучках пальцев. Гены, связанные с двумя из этих сигнальных путей, называются WNT и BMP. Они образуются в клетках на пучках пальцев зародыша. Эти гены чередуются в рядах клеток. Третий фактор, EDAR, образуется вместе с геном WNT в развивающихся бороздках.
Чтобы выяснить как эти гены работают, исследователи провели эксперимент на мышах, которые также обладают рисунком на пальцах. Они заблокировали сигнальные пути у грызунов, в результате чего обнаружили, что WNT и BMP являются антиподами друг друга. WNT, судя по всему, стимулирует рост клеток, в результате чего образуются выпуклости на коже, а BMP, наоборот, подавляет рост клеток, в результате чего образуются бороздки.
Но какую функцию в таком случае выполняют сигналы EDAR? От них зависит расстояние между выпуклостями. Когда ученые подавили активность гена EDAR, на пальцах мышей появились гребни в горошек, а не полосы. Таким образом, когда все три сигнала работают вместе, они образуют замысловатый рисунок. Об этом исследователи сообщили в журнале Cell.


Гены не влияют на то, какой у человека рисунок на пальце, он зависит от других факторов

От чего зависят отпечатки пальцев?

Итак, отпечатки пальцев формируют всего три гена. Но почему у однояйцевых близнецов отпечатки пальцев разные, ведь их гены могут работать одинаково (подробнее о том, кто такие однояйцевые близнецы и почему они возникают, можно почитать здесь)?
Все дело в том, что гены отвечают лишь за элементы рисунка. А рисунок, то есть расположение узоров на пальце, зависит от анатомии самого пальца, а также времени возникновения гребня. Рисунок начинает формироваться с нескольких гребней, от расположения которых в дальнейшем зависит весь рисунок.
Анатомия пальца, то есть его точная форма и другие особенности, помогают направить характер роста клеток кожи. К примеру, если подушечки крупные, имеют симметричную форму, и на них гребни появляются рано, то со временем развивается завиток. Если подушечки имеют продолговатую и асимметричную форму, то на них образуют появляется петля.