Отпечатки пальцев не улучшают трение при захвате

Отпечатки пальцев делают нас уникальными и оставляют следы на каждом предмете, к которому мы прикасаемся. Но для чего они на самом деле нужны? Роланд Эннос из Манчестерского университета отмечает, что отпечатки пальцев есть у других приматов и у лазающих по деревьям коал, а у некоторых южноамериканских обезьян есть рифлёные подушечки на хвостах для захвата. Поэтому долгое время считалось, что отпечатки помогают удерживать предметы.

Эта теория о том, что отпечатки пальцев увеличивают трение между кожей и предметом, существует более 100 лет, но её никто не проверял напрямую. Эннос, ранее выяснивший, зачем нам ногти, решил проверить, улучшают ли отпечатки хватку. Он привлек студента Питера Уормена для измерения трения отпечатков пальцев. Результаты опубликованы в Journal of Experimental Biology.

Поскольку трение между двумя твёрдыми материалами обычно зависит от силы давления, нужно было прижимать кусок акрилового стекла (Perspex®) к пальцу Уормена, а затем тянуть его вдоль пальца, чтобы измерить трение. Эннос разработал систему, создающую силу от лёгкого касания до сильного сжатия. Уормен закрепил указательный палец в устройстве и начал измерения.

После нескольких дней экспериментов стало ясно, что трение между пальцем и акрилом увеличивалось не пропорционально силе давления, а медленнее, чем ожидалось. Эннос понял, что кожа ведёт себя не как обычное твёрдое тело, а как резина, где трение пропорционально площади контакта поверхностей.

Чтобы подтвердить это, дуэт варьировал площадь контакта, проводя по подушечкам пальцев Уормена узкими и широкими полосками акрила. Они обнаружили, что трение действительно росло с увеличением площади контакта отпечатка с поверхностью, что характерно для резины.

Наконец, решающим доказательством стали измерения Уормена: площадь кожи, контактирующей с акрилом, всегда была на 33% меньше, чем если бы подушечки пальцев были гладкими. Отпечатки пальцев определённо не улучшают трение при захвате, поскольку уменьшают площадь контакта кожи с предметом и даже могут ослаблять хватку.

Если отпечатки не улучшают сцепление с гладкими поверхностями, то для чего они? Эннос предполагает, что они могли эволюционировать для других целей: для захвата шероховатых поверхностей (например, коры), для более лёгкого растяжения и защиты кожи от повреждений, для отвода воды и улучшения контакта в мокрых условиях. Другие исследователи предполагают, что гребни могут повышать тактильную чувствительность. Какова бы ни была их функция, идея о том, что они обеспечивают трение для хватки, оказалась мифом.

Источник: The Company of Biologists