Las huellas dactilares son un ejemplo de formación de patrón. La idea principal, que se originó con Alan Turing en 1952, es que la reacción química de varios reactivos con diferentes velocidades de reacción, afinidades de los reactivos y velocidades de difusión dará como resultado patrones detectables. Ese documento está disponible gratuitamente (página en caltech.edu), aunque es pesado en matemáticas (es Turing, ¿qué esperabas?).
El resumen de Cliff’s-Notes es que los “factores morfogénicos” interactúan con las células y otros factores morfogénicos de maneras que son descritas y parametrizadas por la clase de matemática establecida en el documento.
Por cierto, los factores morfogénicos son proteínas producidas y liberadas por las células en una población de células por lo demás mayoritariamente uniforme. Estas proteínas
- estimular o inhibir la reproducción celular en algunas células;
- estimular o inhibir la diferenciación celular (cambios en el funcionamiento y / o forma internos de la célula) en algunas células;
- estimular o inhibir la transcripción de algunos genes (y, por lo tanto, la producción de algunas proteínas específicas) en algunas células;
- estimular o inhibir la liberación de (los mismos o diferentes) factores morfogenéticos en algunas células;
- estimular o inhibir las respuestas a (los mismos o diferentes) factores morfogenéticos por parte de algunas células.
(Sí. Hay un montón de “algunos” allí. Esta es una descripción simplificada y general de un proceso que es sutilmente y no tan sutilmente diferente en cada organismo multicelular. Sin embargo, las reglas generales son básicamente las mismas).
Todos estos factores, que son proteínas, están codificados en el ADN de la célula. Estos factores afectan a las células a través de receptores, también proteínas y, por lo tanto, también codificadas en el ADN. La expresión de un factor morfogénico se desencadena por algún receptor sensible a alguna señal, interna o externa a la célula; tal señal puede ser otro factor morfogénico (pero no necesariamente siempre). Los factores se difunden, como lo hacen las moléculas de proteína, y también se descomponen, como lo hacen las moléculas de proteína. Su difusión y degradación pueden verse afectadas por la operación de otras células, algunas veces bajo el efecto de otro o el mismo factor morfogénico.
El resultado es una cascada muy compleja de interacciones que van y vienen a medida que pasa el tiempo. Esto termina dando forma a lo que inicialmente era una masa aproximadamente esférica de células en su mayoría idénticas en algo que podemos reconocer como un animal o planta multicelular. La cascada está dictada por las matemáticas y la física, pero los detalles están codificados en las formas moleculares particulares, tamaños y efectos de los factores y sus receptores, todos codificados en ADN (ya que son proteínas, ¿recuerdas?).
La cascada morfogénica continúa, a un ritmo más rápido o más lento, durante toda la vida del organismo. Algunos organismos mantienen las cascadas morfogénicas “en espera”, en espera de las condiciones o señales correctas. (Piense en algunos lagartos regenerando sus colas, por ejemplo. Hay muchos otros casos). Otras cascadas dejan de ser posibles después de una etapa de desarrollo particular, casi siempre bloqueadas por otros factores morfogénicos o por la desaparición de la población de células que podrían expresar o responder a los factores necesarios. (Piense en la detención del crecimiento de los huesos de los vertebrados, por ejemplo).
Nuestros patrones de huellas dactilares son un ejemplo de una cascada morfogénica. Y también lo es el patrón de marcas de iris. O las manchas del leopardo, las rayas del tigre y los patrones de crecimiento de la melena del león. (Y no olvide nuestros propios patrones de crecimiento y pérdida del cabello).
Mientras que las cascadas morfogénicas son en general las mismas (salvo accidentes o daños en el desarrollo) en cada individuo de una especie dada, son un claro ejemplo de la teoría del Caos en acción: la mayoría de ellos son delicadamente sensibles a pequeños cambios en sus detalles, aunque el más importante , los trazos amplios están regulados por interacciones adicionales en forma de “circuito de control de realimentación negativa” regulador y estabilizador (incluida una etapa de “aborto” cuando fallan más allá de la viabilidad del organismo). En efecto, las cascadas más importantes y críticas se han seleccionado por su consistencia y repetibilidad mediante una simple selección de aprobado / reprobado, en vivo / dado. Los menos importantes, no tanto; o en absoluto.
Las huellas dactilares son un ejemplo. Todos tenemos crestas en nuestras manos y pies. Son muy importantes para agarrar y sostener objetos pequeños (-ish) con deslizamiento mínimo (la selección de la presencia de esas crestas de piel habría sido pesada en antropoides que viven en árboles -una mala sujeción y el deslizamiento podrían significar mutilación o muerte). Nosotros, a pesar de que ya no vivimos en árboles no modificados, tenemos una necesidad muy clara y presente de agarrar y manipular sin deslizamientos; por lo tanto, crestas de la piel, particularmente en nuestros dedos. (Los tenemos en los pies y en los pies, pero eso es un remanente de nuestro pasado. Sin embargo, nos ayudan a no resbalar en nuestros suelos modernos, pulidos y resbaladizos).
Dado que tener crestas en la piel es lo más importante, y la mayoría de los patrones de crestas no influyen en la reducción del deslizamiento -todo lo que realmente necesitamos son crestas más o menos perpendiculares a la dirección del deslizamiento más probable- hubo poca presión para retener el caótico fundamento de este proceso morfogénico particular. De ahí la gran variabilidad en los patrones de huellas dactilares.
El proceso morfogénico no producirá todos los patrones imaginables, existen límites inherentes en la dinámica morfogénica detallada, pero la variabilidad caótica es suficiente para crear patrones lo suficientemente diferentes, incluso cuando se examinan bajo diferentes condiciones de presión, deformación de la piel y la piel. Y, si puede obtener las diez huellas dactilares, la probabilidad de que dos humanos (incluso gemelos idénticos) tengan la misma combinación de características es tan pequeña que en la mayoría de los casos es insignificante.
Línea de fondo:
- ¿Son las características de la huella digital absolutamente únicas? No
- ¿Las características de la huella digital son lo suficientemente únicas para una identificación positiva? Sí ; en particular, si usa más de un dígito y su población de posibles sujetos no es extremadamente grande. (Por ejemplo, para controlar el acceso a áreas restringidas o para descartar sospechosos en la escena del crimen).
- ¿Las características de las huellas dactilares son lo suficientemente únicas para diferenciar de manera clara y sin ambigüedades a cada ser humano en la Tierra? No lo sabemos con certeza: incluso si tuviéramos un juego completo de impresiones de cada humano en la Tierra, no estaríamos seguros, incluso si encontráramos que cada conjunto de impresión es diferenciable de cualquier otro conjunto de impresión, eso no lo haría. Implica que las huellas del próximo ser humano que nacería serían. Ha habido un análisis estadístico (con una disponibilidad de datos que no abarca todos) que podría decirse que va en cualquier dirección, y todavía hay cierta controversia (en particular en el campo forense relacionado con la ley, más frecuentemente impulsado por los esfuerzos de los abogados defensores). Entonces, tal vez, pero podría decirse que no .
