Kriminellt beteende skylls ofta på händelser i barndomen. Men förmågan att fånga en tjuv har sina rötter i den utveckling som sker i livmodern.

Från och med den 17:e graviditetsveckan är fostrets fingeravtryck hugget i sten, visar observationer. Fingeravtryckens unika karaktär har erkänts i cirka två årtusenden och studerats vetenskapligt i två århundraden. Men forskarna har inte kunnat förklara hur de bildas.

En ny teoretisk datormodell beskriver hur mönstren troligen skapas, med början i den tionde graviditetsveckan, när ett foster är cirka 80 mm långt.

Förtida tecken på stress

Fingeravtryck har tre olika egenskaper: bågar, slingor och virvlar.

Michael K?cken och Alan Newell från University of Arizona har funnit att skapandet av mönstren involverar påfrestningar i ett insprängt hudskikt som kallas basalskiktet. Hos ett foster växer basalskiktet snabbare än de omgivande lagren — epidermis på utsidan och den inre dermis. Basalskiktet böjer sig och viker sig i flera riktningar, vilket tvingar fram komplexa former.

Spänningar skapas vid hudens gränser, inklusive fingernaglar och knogelfalsar, samt runt krympande fingertoppar, rapporterar K?cken och Newell i oktobernumret av tidskriften Europhysics Letters.

”Dessa veck kodar för det framtida fingeravtrycksmönstret som blir synligt på hudytan under de efterföljande veckorna”, säger K?cken till LiveScience. ”Eftersom fingeravtrycksmönstret kodas under hudytan kan mönstret inte förstöras av ytliga hudskador.”

Exakt hur mönstret bevaras under fostrets tillväxt är fortfarande oklart, sade han.

Modellen bekräftar en 80 år gammal förklaring som aldrig hade vunnit gehör.

Skymdiga hudformer

Fingeravtryck är märkliga för forskare. Faktum är att handflatorna är mystiskt annorlunda än resten av kroppen på flera sätt.

”Det är inte bara så att det finns fingeravtryck på handflatan och inte på andra ställen på huden, utan huden är också tjockast på handflatan, det finns fler svettkörtlar och det finns inga hårsäckar”, påpekar K?cken. Han säger att samma bockningsprocess kan vara ansvarig för bildandet av hjärnans spår, vissa strukturer i ögat och till och med – även om detta är högst spekulativt – hårsäckar.

Många mönster i Nature liknar matematiskt fingeravtryck.

Sanddynernas krusningar, ränder på tropiska fiskar och mönstren i en konvektiv vätska är bara några få, sade Kocken.

Ett liknande fenomen, en så kallad von Karmanvirvel, uppstår när luft- eller vätskeströmmar rör sig i motsatt riktning. Processen kan skapa fantastiskt lockiga moln. Insekter lånar energi från von Karmanvirvlar som skapas av deras egna vingar för att öka hastigheten och manövrerbarheten.

De olika mönstren skapas inte alla av samma mekanism, sade K?cken, men de kan beskrivas med liknande ekvationer. Denna likhet gör det mycket svårt att hitta den fysiska mekanismen bakom varje mönster, särskilt när det gäller mycket komplexa biologiska mönster.

”Vår forskning tyder starkt på att mekaniska instabiliteter är inblandade i åtminstone några av dessa omständigheter”, säger K?cken. ”Vidare pågår för närvarande en diskussion om huruvida bevis för fingeravtryck fortfarande ska vara giltiga i domstol. Även om vår modell, som den är, inte har några direkta konsekvenser för identifiering av fingeravtryck kan den bidra till att ge en mer solid grund för ämnet i framtiden”

.