Co ciekawe, choć przez długie lata panowało przekonanie, jakoby nie istniały dwie osoby mające identyczne odciski palców, to współczesna nauka zaczyna pokazywać, że sprawa jest bardziej skomplikowana. Nie chodzi już tylko o pytanie, czy dwóch ludzi może mieć identyczne linie papilarne. Okazuje się, że nawet nasze własne palce są do siebie bardziej podobne, niż mogliśmy przypuszczać.
Zacznijmy jednak od początku. Historia naszych linii papilarnych zaczyna się jeszcze w łonie matki. Te, nazywane również dermatoglifami, zaczynają rozwijać się w pierwszych miesiącach życia płodowego. Ma to miejsce w okolicach trzeciego miesiąca rozwoju, a około szóstego miesiąca podstawowy wzór jest już ukształtowany. Później rośnie przede wszystkim sam palec, podczas gdy układ grzbietów skóry pozostaje zasadniczo taki sam przez całe życie.
Czytaj też: Dlaczego Afryka Wschodnia biega tak szybko? Fenomen, który zmienił świat sportu
Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że za wszystko odpowiadają geny. To jednak tylko część historii. Genetyka wpływa na ogólny sposób rozwoju skóry i może zwiększać prawdopodobieństwo wystąpienia określonego typu wzoru, lecz nie zapisuje w naszym DNA gotowej instrukcji mówiącej, gdzie dokładnie ma znaleźć się każdy pojedynczy grzbiet. I choć takie same rodzaje wzorów mogą występować u wielu ludzi, to o indywidualności konkretnego odcisku decydują znacznie drobniejsze szczegóły: minucje. Są to między innymi miejsca, w których linia papilarna się rozdziela, kończy albo tworzy niewielką izolowaną strukturę.
Rozwój skóry płodu jest procesem zależnym od ogromnej liczby drobnych czynników. Znaczenie mają chociażby geny, tempo wzrostu dłoni i palców, układ tkanek znajdujących się pod skórą, rozwój naczyń krwionośnych i nerwów, a także warunki panujące w macicy. Wpływ mogą mieć nawet niewielkie różnice w ułożeniu płodu czy nacisku wywieranego na rozwijające się palce. Istnieją więc ogólne zasady rozwoju, ale jego szczegółowy przebieg jest już zależny od masy zmiennych. Dlatego nawet bliźnięta jednojajowe, posiadające niemal identyczny materiał genetyczny, nie mają identycznych odcisków palców.
Po co nam linie papilarne?
Dywagacje mogą trwać, ale pojawia się najważniejsze pytanie: dlaczego tak w zasadzie mamy linie papilarne? Wiadomo, iż grzbiety skóry zwiększają tarcie między palcami a przedmiotami i odgrywają rolę w dotyku oraz manipulowaniu obiektami. Dzięki nim łatwiej jest chwytać przedmioty i wyczuwać ich fakturę. To szczególnie istotne w przypadku opuszków palców, które są wyjątkowo bogate w receptory czuciowe. Linie papilarne mogą wpływać na sposób, w jaki skóra kontaktuje się z powierzchnią, a ich układ jest częścią całego systemu pozwalającego nam wykonywać precyzyjne ruchy dłoni.
Co ciekawe, identyfikacja człowieka jest niejako ubocznym zastosowaniem cechy, która powstała z powodów biologicznych. Specjaliści analizują szczegółową strukturę linii, a kluczowe okazują się wspomniane minucje: zakończenia grzbietów, rozwidlenia oraz ich wzajemne położenie. Dwa odciski mogą mieć ten sam ogólny typ, lecz szczegółowy układ tych cech będzie się różnił.
Czytaj też:16-latek z Polski ma niezwykłą pamięć. Jest niczym chodzący dysk
Dlatego ślad pozostawiony na szklance, klamce czy powierzchni stołu może zostać porównany z odciskiem pobranym od konkretnej osoby. Współczesne systemy komputerowe potrafią przeszukiwać ogromne bazy danych i wskazywać potencjalne dopasowania. Nie oznacza to jednak, że komputer sam rozstrzyga, kto pozostawił ślad. Cały proces, znany jako ACE-V, składa się z czterech etapów. Są to kolejno analiza, porównanie, ocena i weryfikacja. Jakość pozostawionego śladu ma ogromne znaczenie. Odcisk znaleziony na miejscu zdarzenia może być częściowy, rozmazany, zniekształcony albo nakładać się na inne ślady. W takich sytuacjach samo istnienie charakterystycznego wzoru nie gwarantuje prostego i bezbłędnego rozpoznania.
A może jednak odciski nie są aż tak unikalne? W 2024 roku pojawiło się badanie, które mocno zainteresowało świat kryminalistyki. Zespół związany z Columbia Engineering wykorzystał sztuczną inteligencję do przeanalizowania około 60 tysięcy odcisków palców. Badacze nie szukali jednak podobieństw między przypadkowymi osobami. Sprawdzali, czy różne palce tej samej osoby mają cechy, które pozwalają rozpoznać ich wspólne pochodzenie.
Dwa różne odciski, a właścicielem jest ta sama osoba
Rezultat był zaskakujący. System oparty na AI potrafił rozpoznawać, że dwa pozornie różne odciski należą do tej samej osoby. W przypadku pojedynczej pary osiągał skuteczność sięgającą 77 procent. Co ważne, algorytm nie koncentrował się przede wszystkim na minucjach, czyli elementach tradycyjnie wykorzystywanych przez ekspertów. Zwracał uwagę na kąty i krzywizny przebiegu głównych linii, szczególnie w centralnej części odcisku. I choć każdy palec miał swój charakterystyczny układ, to badacze zwrócili uwagę na coś innego: różnych palców tej samej osoby może łączyć więcej podobieństw, niż wcześniej potrafiliśmy dostrzec. Tym samym sztuczna inteligencja nie tyle obaliła unikalność odcisków, ile pokazała, że przez lata patrzyliśmy na nie zbyt wąsko.
Ludzkość wykorzystuje linie papilarne od dawna, choć ich współczesna kariera rozpoczęła się przede wszystkim wraz z rozwojem kryminalistyki. Odciski zaczęły sprawdzać się w identyfikacji osób, ofiar i sprawców, ponieważ pozostają stosunkowo trwałe i można je znaleźć na przedmiotach, których człowiek dotykał. Z czasem te zastosowania stały się znacznie szersze. Odcisk palca jest już elementem biometrii. Możemy za jego pomocą odblokować smartfon, potwierdzić tożsamość, uzyskać dostęp do określonych systemów czy autoryzować operację. Biometria ma nad tradycyjnym hasłem oczywistą przewagę: palca nie trzeba zapamiętywać i trudno go przypadkowo zostawić w domu. Ma jednak również zasadniczą wadę. Hasło można zmienić. Odcisku palca nie. Dlatego dane biometryczne wymagają szczególnej ochrony.
Czytaj też:Dlaczego po północy świat wydaje się ciemniejszy? Nocna pora zmienia funkcjonowanie ludzkiego umysłu
Pojawia się jednak pytanie: czy tylko nasze odciski palców są tak wyjątkowe? Okazuje się, że nie. Ludzkie ciało jest pełne cech, które mogą posłużyć do rozpoznawania poszczególnych osób. Jedną z najbardziej znanych jest tęczówka oka. Jej charakterystyczny układ struktur może trafić do systemów biometrycznych, które przeprowadzą szczegółowe analizy. Podobną rolę może odgrywać siatkówka, której wzór naczyń krwionośnych jest wykorzystywany w niektórych technologiach identyfikacyjnych. Biometria obejmuje również rozpoznawanie twarzy, głosu, geometrii dłoni czy układu naczyń krwionośnych.
Nie tylko odciski palców. Jakie inne części ciała są unikalne dla każdego z nas?
Ciekawym przykładem są również uszy. Ich kształt, proporcje i przebieg poszczególnych struktur różnią się między ludźmi na tyle, że można próbować wykorzystywać je do identyfikacji. W jednym z badań dotyczących biometrii uszu połączenie cech obu uszu pozwoliło na bardzo skuteczne rozróżnianie osób w badanej grupie, choć oczywiście takie wyniki nie oznaczają automatycznie, że metoda jest uniwersalnym zamiennikiem dla innych systemów biometrycznych.
Jeszcze bardziej fundamentalnym identyfikatorem jest DNA. W przeciwieństwie do odcisku palca DNA jest bezpośrednio związane z naszym materiałem genetycznym i może dostarczać niezwykle szczegółowych informacji o pochodzeniu biologicznym próbki. Jednocześnie również tutaj identyfikacja nie jest magicznym procesem: znaczenie ma sposób pobrania materiału, jego jakość oraz interpretacja wyników. Można więc powiedzieć, że człowiek nosi nie jeden, ale cały zestaw biologicznych podpisów.
Najbardziej niezwykłe jest jednak to, że natura nie stworzyła ich jako dowodów tożsamości To człowiek nauczył się wykorzystywać różnice, które powstały w toku biologicznego rozwoju. Wciąż nie udało się odnaleźć dwóch ludzi z identycznymi szczegółowymi wzorami linii papilarnych, ale wiemy, że poszczególne palce tej samej osoby mają pewne wspólne cechy. Naukowcy dopiero zaczynają rozumieć, jak wiele informacji można z nich wydobyć. Badanie z wykorzystaniem AI pokazało, że pod pozornie przypadkowym labiryntem linii kryje się jeszcze jeden poziom biologicznego podobieństwa. W związku z tym możemy się spodziewać, iż w tym temacie pojawi się jeszcze nieco niespodzianek.