כבר יותר ממאה שנה אנו משתמשים בטביעות אצבע כאמצעי מהימן לזיהוי אנשים, אבל עדיין כלל איננו יודעים בוודאות איך הן נוצרות

בשנים האחרונות השימוש בטביעות אצבע לזיהוי אנשים מתרחב והולך. הן משמשות תחליף לסיסמה בטלפונים ניידים ובטאבלטים או מוטמעות במערכות זיהוי ביומטריות ממשלתיות. יש ראיות לשימוש מוקדם שנעשה בטביעות אצבע, טביעות כף יד וטביעות כף רגל למטרות זיהוי כבר בעת העתיקה, אולם רק במאה השנים האחרונות השימוש נעשה מדויק ומדעי יותר. כיום המשטרה משתמשת בהן דרך שגרה לצרכי זיהוי פלילי.

טביעות האצבע מתאפיינות בשילוב ייחודי של תבניות ברורות שחוזרות על עצמן של רכסים ועמקים מקבילים ברוחב די קבוע, לצד מרכיב אקראי לא מבוטל במקומות שבהם הרכסים מתמזגים או מתפצלים, נוצרים או נעלמים. מצב דומה מתקיים בדפוסים מורכבים אחרים בעולם החי – הפסים של הזברה, חברבורות הנמר, דפוס הכתמים על קשתית העין של אדם וכדומה. בשל המרכיב האקראי, לכל אחד מאיתנו יש טביעות אצבע ייחודיות, והסיכוי שנחלוק עם מישהו את אותן טביעות אצבע בדיוק הוא אפסי. לכן הן יעילות כל כך כאמצעי זיהוי.

מתחת לעור

העור שלנו עשוי שכבות-שכבות. השכבה העליונה נקראת אפידרמיס, ומתחתיה נמצא הדרמיס. שכבת התאים התחתונה ביותר באפידרמיס, שנמצאת ממש מעל הדרמיס, מכונה "שכבת הבסיס" (Basal Layer) ובה נוצרים התאים שיהפכו לתאי האפידרמיס בשכבות העליונות שלו. התאים בשכבות העליונות של האפידרמיס אינם מתחלקים, אלא נודדים בהדרגה במעלה העור ובסופו של דבר מתים ונושרים מהגוף.

מבנה השכבה הבסיסית באצבעות ובכפות הידיים כולל קפלים, המכונים גם "רכסים ראשוניים", והפיזור שלהם הוא זה שמגדיר את דפוס טביעות האצבע והידיים שעל פני השטח. מכיוון שמבנה טביעת האצבע מקודד כבר בשכבה הבסיסית, העור באצבעות מתחדש באותו דפוס ייחודי במשך כל החיים – אפילו אחרי פציעה שטחית.

מבנה הקפלים של השכבה הבסיסית נוצר אצל עוברי אדם במהלך ההיריון, בין השבוע העשירי לשבוע ה-19. המנגנון האחראי לכך אינו ברור לחלוטין, אך אחת התיאוריות המובילות היא שגדילה מואצת של השכבה הבסיסית מגדילה את הלחץ מהרקמות הסמוכות לה, ולכן גורמת לה להתקמט ולהתקפל. ההתקמטות לא מתרחשת בבת אחת, אלא מתחילה בקצות כריות האצבעות ובמרכזן, ובהדרגה ממלאת את כל שטח האצבע. לאחר שכל השכבה הבסיסית מתמלאת קפלים, התבנית שנוצרה נותרת קבועה לכל החיים.

בקביעת דפוס טביעת האצבע יש מרכיב גנטי – לתאומים זהים יש דפוס דומה יותר מאשר שני אנשים זרים. עם זאת, גם טביעות האצבע של תאומים זהים רחוקות מלהיות זהות, הן נוטות להיות דומות בצורה הכללית שלהן, אך לא בפרטים הקטנים. מכאן שלא רק הגנטיקה משחקת תפקיד, אלא גם הסביבה שבתוך הרחם. יש גם תסמונת גנטית נדירה שללוקים בה אין טביעות אצבע כלל. 

נראה שגורמים רבים, חלקם אקראיים לגמרי, מכתיבים את המבנה המדויק של טביעת האצבע: האופן שבו העצבים בקצות האצבעות גדלים במהלך התפתחות העובר, צורת האצבעות, קצב הגדילה שלהן ועוד. כל משתנה שמשפיע על הלחץ על שכבת האפידרמיס בעור בזמן ההתפתחות העוברית יכול לתת את אותותיו בקביעת דפוס הרכסים והעמקים. מעריכים שכך נוצרים ה"פגמים" הרבים בתבנית הרכסים – כל אותם פרטים קטנים שמאפשרים זיהוי מדויק של אדם לפי טביעות אצבעותיו.

​גורמים אקראיים לגמרי מכתיבים את המבנה של טביעות האצבע. מעבדה משטרתית לזיהוי טביעות | צילום: Science Photo Library
גורמים אקראיים לגמרי מכתיבים את המבנה של טביעות האצבע. מעבדה משטרתית לזיהוי טביעות | צילום: Science Photo Library

חישה משודרגת

לא רק לבני-אדם יש טביעות אצבע, אלא גם מרבית היונקים העילאיים – הקופים ודומיהם – ויונקים אחרים. התבניות המיוחדות הללו לא התפתחו כמובן במהלך האבולוציה רק כדי לספק לנו דרך מהירה לפתוח את הנעילה של הטלפון החכם. אז מה מטרתן?

השערה נפוצה אחת גורסת שהרכסים על האצבעות מגבירים את החיכוך בדברים שאנחנו מחזיקים בידינו, וכף משפרים את יכולת האחיזה שלנו. זה נשמע הגיוני, כי הרי קופים רבים זקוקים ליכולת אחיזה טובה, למשל כדי לטפס על עצים. אולם מחקר משנת 2009 מטיל ספק בהסבר הזה, שכן מתברר שמבנה טביעות האצבע לא משפר משמעותית את החיכוך, ולפעמים עלול אפילו לפגוע בו.

השערה אחרת היא שהרכסים הזעירים על פני העור מגבירים את יכולת החישה של האצבעות וכף היד. ייתכן שהם מעבירים טוב יותר את התנודות הנוצרות בהתחככות במשטח בעל מרקם מסוים, ולכן מאפשרים לחוש בפרטים עדינים יותר במישוש. גם לזה יש היגיון, שהרי אנחנו והקופים משתמשים בכפות הידיים כאיבר מישוש מרכזי.

גם אם איננו יודעים בבירור מדוע יש לנו טביעות אצבע או איך בדיוק הן נוצרות, טביעות האצבע ממלאות תפקיד חשוב בעולם המודרני, ונראה שהן ימשיכו לשמש אותנו גם בעתיד הקרוב.

2 תגובות

  • שלף שם טוב

    לא רק תביעות אצבע

    האם הקווים המצויים על תפוח עץ לא יחודיים לכל תפוח?
    מנשך שיניים?
    פסים של זברות?
    לדעתי הקוים אקראיים, ומספר האפשרויות העצום עושה אותם שונים
    האם אדם שמחדש את תביעת האצבע שלו אחרי פציעה, יהיה זהה לקודם,?

  • ישראל היקר

    לשאלתך

    אדם שנפצע והפצע שלו החלים במלאו האצבע תשאר זהה כמו שהיא הייתה קודם לכן.