为什么每个人的指纹绝无仅有？共同的指纹到底是怎么构成的？近来宣布于 Cell 的一项研讨证明，指纹的构成遵从图灵的反响分散机制，波纹从指尖不同方位分散开来，互相磕碰，终究发明出周期性斑图的自组织体系。

  图1. 绝无仅有：指纹上的图画由一波接一波的脊状结构发生，这些脊状结构从不同的点开端，向互相传达，然后磕碰。 来历：Tek 图画/科学相片库

  胎儿发育进程中，指尖上构成细小隆波，它们传达开来、互相磕碰，发生指纹绝无仅有的螺纹、拱形和环状结构——相似于斑马条纹或猎豹斑驳的构成进程。

  在近来 Cell 杂志的一项研讨[1]中，研讨人员发现，两种蛋白质之间的互相作用——一种影响细脊的构成，另一种按捺细脊的构成——发生了周期性的脊波，呈现在指尖的三个不同区域。

  指纹的共同图画就从这些区域的准确方位和波之间的磕碰发生。研讨报告的合著者、英国爱丁堡大学的发育生物学家 Denis Headon 说：“要想构成不同的拱形、环状和螺旋状的图画，要害不在于分子成分，而在于它们在手部解剖结构上的散布。”

  指纹被以为能够添加指尖的抓地力和灵敏度，指纹的图画也常被用来进行身份辨认和发育情况确诊。上一年，Headon 和他的搭档宣布的一项研讨[2]，描绘了影响指纹图画的基因，其间许多基因与肢体发育有关。这好像为指纹的构成奠定了根底，但有许多基因在指纹构成进程中并不活泼，这标明它们并不直接参与指纹构成。

  为了深化了解指纹图画，Headon和他的搭档们追寻了指纹怎么在胎儿发育中呈现。解剖学研讨和基因活性剖析标明，构成指纹嵴的细胞开始遵从着相似毛囊的发育途径。但不像毛囊的基因活动形式，脊细胞无法推动表皮深处的细胞。

  这个剖析支撑了“图灵反响-分散体系”——当一个分子激活发育进程，激活本身和按捺分子，就能够发明这样一个体系。西班牙桑坦德坎塔布里亚生物医学和生物技能研讨所的发育生物学家 Marian Ros 以为，由此得到的结果是一个发明周期性斑图的自组织体系。

  数学家艾伦·图灵 （Alan Turing） 在1952年就提出了这种体系[3]，作为发育进程的化学解说。如植物叶子的摆放、小型水生生物水螅的触须。从那时起，图灵反响分散机制就成为树立各式各样常见生物景象的东西，包含一些热带鱼艳丽的鳞片和鸟类的茸毛图画。

  为了找到辅导指纹构成的分子，Headon 和他的合作者研讨了老鼠脚趾上的脊，以及在3D培养皿中成长的人类细胞。他们发现，一种在毛囊发育中起重要作用的蛋白质WNT，能够影响毛囊嵴的构成。另一种叫做 BMP 的分子则按捺毛囊嵴的构成，这就构成了图灵反响分散体系。

  图注：指纹的脊状突起开始从三个区域构成：指尖；指尖的中心；和指尖根部的折痕。脊状突起从这三个区域分散，互相作用发明出共同的斑图。来历：参考文献[1]

  这些脊状突起来自三个区域：指尖；指尖的中心；和指尖根部的折痕，手指曲折的当地。在模仿中，Headon的团队改变了这三个区域脊波来源的时刻、视点和准确方位，并发明了拱形、环形和螺旋。洛杉矶南加州大学的发育生物学家 Cheng-Ming Chuong 说：“这些波纹会互相磕碰。它们磕碰时，会发生湍流，有助于发明指纹图画的多样性。”

  这些发现是咱们对指纹形式了解的一个严重前进。曩昔对皮肤嵴 （如指纹） 的研讨往往更侧重于理论和建模办法，而不是试验数据。但最新的研讨利用了细胞培养技能和其他办法的前进，推动了这一范畴的开展。这项作业打开了这个范畴，现在人们可能会愈加重视咱们皮肤上躲藏的这些图画。