Bằng chứng giải thích tại sao chúng ta có vân tay

Dấu vân tay không giúp các loài linh trưởng cầm nắm như trước đây chúng ta vẫn nghĩ, các nhà khoa học mới đây đã phát hiện ra điều này. Trên thực tế chúng lại làm giảm sự ma sát cần thiết để có thể nắm được các bề mặt trơn nhẵn. Hiện tiến sĩ Roland Ennos cùng nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Manchester đang nỗ lực tìm hiểu: tại sao chúng ta lại có vân tay?

Năm 1910, Thomas Jennings chạy trốn khỏi một vụ giết người, nhưng anh ta đã để lại một manh mối: một dấu in vân tay rõ nét trong lớp sơn khô của lan can bên ngoài ngôi nhà nơi anh ta phạm tội. Dấu vân tay của Jennings lần đầu tiên được sử dụng làm bằng chứng trong điều tra tội phạm, và anh ta bị kết án giết người vào năm 1911.

Kể từ đó, dấu vân tay đã tiếp tục là một bằng chứng quan trọng trong các cuộc điều tra pháp y. Những dấu hiệu nhận dạng độc đáo này rất phù hợp với nhiệm vụ phát hiện tội phạm, đến nỗi nó gần như là lý do tại sao chúng tồn tại. Điều này đưa chúng ta đến câu hỏi: Tại sao chúng ta có dấu vân tay, và chúng phục vụ mục đích sinh học nào?

Tiến sĩ Ennos thuộc Khoa khoa học đời sống, đại học Manchester, cho biết: “Tôi đã suy nghĩ vấn đề này nhiều năm nay và cũng đã nghiên cứu nó. Tôi nhận ra rằng da có tính chất của cao su do vậy các đường gờ vân tay trên thực tế làm giảm khả năng cầm nắm”.

“Thí nghiệm của chúng tôi – sử dụng một chiếc cốc nhựa để tạo một chiếc máy đơn giản trong phòng thí nghiệm – đã chứng minh rằng tôi đã đúng”.

Ông thêm rằng: “Điều thú vị là không chỉ có các động vật linh trưởng có dấu vân tay mà gấu túi thuộc nhóm động vật có túi cũng có dấu vâ tay. Trong khi đó những con khỉ ở Nam Mỹ lại có vân ở đuôi của chúng”.

“Vậy thì những cái vân đó để làm gì? Giả thuyết mà tôi cho rằng phù hợp đó là các loài vật này cho phép da thay đổi, từ đó tránh bị phồng rộp. Đó là lý do tại sao chúng ta bị rộp lên ở các phần mềm trên tay và chân, chứ không phải ở các phần có nếp gấp ví dụ như lòng bàn tay hay bàn chân".

“Hiện chúng tôi đang kiểm chứng giả thuyết này cùng hai giả thuyết khác cho rằng vân tay giúp tăng khả năng cầm nắm đối với các vật thể có bề mặt sần sùi, đồng thời chúng làm tăng độ nhạy cảm cho da”.

Chỉ bằng một chiếc máy đơn giản – gồm 3 mảnh kính pecpech và sự trợ giúp của sinh viên Peter Warman, tiến sĩ Ennos bác bỏ quan điểm tồn tại từ lâu rằng dấu vân tay giúp linh trưởng nắm được. Họ đã thử nghiệm khả năng cầm nắm của Peter trên mỗi ngón tay và cả ngón cái ở 3 độ rộng khác nhau của kính pecpech khi cỗ máy kéo các mảnh kính pecpech xuống nhờ một quả cân đặt trong cốc nhựa. Họ cũng thử nghiệm khả năng cầm nắm ở 3 góc khác nhau bằng cách gập ngón tay và ngón cái. Điều kiện nghiên cứu thay đổi này cho phép họ tách biệt lực ấn từ bề mặt tiếp xúc và tránh được các nhân tố làm thất bại thí nghiệm.

Nhóm nghiên cứu đã công bố kết quả của họ trên tạp chí Journal of Experimental Biology vào tháng 6 năm 2009. Họ nhận thấy sự chà xát tăng lên cùng với diện tích về mặt, điều này trái ngược với các quy tắc vật lý thông thường cho rằng sự chà xát không thay đổi theo diện tích bề mặt. Đó là do da có tính cao su và không phải là chất rắn bình thường.

Vân tay.

Nhóm nghiên cứu cũng tiến hành xác định diện tích tiếp xúc bằng cách bao phủ ngón tay và ngón cái bằng mực, sau đó lấy dấu tay bằng nhiều lực ấn khác nhau. Điều này cho thấy dấu vân tay làm giảm diện tích tiếp xúc 1/3 so với da trơn nhẵn, từ đó làm giảm sự chà xát.

Kết quả cho thấy đầu ngón tay giống như cao su nhiều hơn là chất rắn thông thường, các hệ số chà xát của nó giảm đối với các lực tác động mạnh, còn hệ số chà xát cao hơn khi ngón tay được đặt bằng phẳng hơn trên các phiến rộng hơn, do đó diện tích tiếp xúc cũng lớn hơn. Áp lực làm biến dạng cũng lớn hơn ở áp suất cao hơn, điều này cho thấy sự hiện diện của màng sinh học giữa da và bề mặt.

Vân tay làm giảm diện tích tiếp xúc đi 1/3 so với da trơn nhẵn, tuy nhiên nó lại làm giảm sự chà xát. Điều này đã gây ra những mối nghi nhờ về chức năng hỗ trợ của chúng. Tiến sĩ Ennos cho rằng: “Thí nghiệm này rất đơn giản, lẽ ra khám phá đó phải được tìm ra từ cách đây 100 năm, nhưng các nhà khoa học đưa ra các giả định và dường như đã nhìn vào các góc độ phức tạp hơn”.

“Tôi lại có xu hướng nghĩ theo chiều hướng khác, tôi hứng thú với những câu hỏi tại sao và nhìn vào những vật ảnh hưởng đến con người trong cuộc sống hàng ngày của họ. Mọi người đều cho rằng khoa học là về tất cả những gì không thể, nhưng thực chất không phải như thế. Khoa học giúp chúng ta hiểu biết về thế giới xung quanh mình”.

Ông thêm rằng: “Cũng có một số lợi ích phụ trong công việc này. Ví dụ một số người chịu thương tổn thần kinh ức chế việc toát mồ hôi lại có ngón tay trơn thì không thể cầm nắm. Chúng ta có thể phát triển một thiết bị nào đó để điều trị bệnh này”.

Ông cùng nhóm nghiên cứu sẽ tiến hành làm thí nghiệm để xem bằng cách nào dấu vân tay ảnh hưởng đến khả năng cầm nắm trên các bề mặt thô ráp và trên bề mặt ướt, để từ đó quan sát liệu có phải chức năng của nó là di chuyển nước sang chỗ khác nhờ các rãnh trên tay hay không. Họ cũng sẽ tiến hành thí nghiệm liệu có phải dấu vân tay giúp hạn chế hiện tượng phồng rộp hay không, và nếu có thì bằng cách nào.

Tài liệu tham khảo:

‘Fingerprints are Unlikely to Increase the Friction of Primate Finger Pads,’ Tạp chí Experimental Biology