指紋到底是不是基因決定的？

指紋到底是不是基因決定的？

脆上真的什麼都有什麼都不奇怪

我也不知道為什麼會讓我滑到這種東西🤷‍♂️

但作為一個學基因的人

看到這種半真半假的內容

還是忍不住想跳出來科普一下

所以奉勸大家一件事

網路上最危險的

從來不是完全錯的資訊

如果整篇都錯

大家反而一眼就看穿了

真正危險的是

反而是像這種的

有時候你覺得只是看看無妨

但其實莫名其妙被灌輸一些奇怪的觀念那就實在不太妙了

來

回到今天的重點

人類的指紋到底是不是基因決定的？

很多人喜歡把事情分成兩種

不是基因

就是環境

但發育生物學其實不是這樣運作的

真正的答案通常都是

基因提供藍圖

發育過程受到物理環境影響

最後再疊上一點隨機性

這三件事情

一直都是同時存在

不是三選一

先講對的地方

指紋大約在懷孕第十到十九週之間形成

出生前就固定

之後一輩子幾乎不會改變

胎兒在子宮裡的位置羊水造成的壓力手指碰觸的位置局部的機械力量等等

這些物理因素

確實都會參與指紋形成

同卵雙胞胎的指紋

也確實不會一模一樣

到這裡

我都同意

問題出在

最後結論變成

「所以

指紋跟基因無關

只是子宮裡的物理偶然」

NONONO

真正的生物學

不是這樣的

根據目前的研究

指紋不是憑空長出來的

胎兒手指發育的時候

指腹上會先形成一個隆起叫做掌墊（volar pad）

而掌墊的高度大小形狀以及什麼時候開始消退

都會影響後面整個指紋的大架構

重點來了

掌墊怎麼長

本身就是基因在控制的發育過程

也就是說

你的指紋怎麼長

其實從手指怎麼發育開始

就已經受到基因影響

接著

真正形成一條一條脊線的

是一種很有名的機制

叫做反應擴散（reaction-diffusion）

簡單講

皮膚裡有不同的訊號分子

有的促進有的抑制

彼此互相作用

最後就在皮膚上自然排出一條一條規律排列的脊線

很多人看到這裡

就會說

所以是隨機的啊

其實不是

它不是毫無規則亂長

而是在固定的生物物理規則下

對初始條件非常敏感

只要最開始有一點點差異

後面就會被一步一步放大

最後形成不同的細節

所以

真正存在隨機性的

不是整個指紋

而是最後那些微小差異

那基因到底重要到什麼程度？

2022年一篇大型研究

分析了超過兩萬三千位不同族群受試者

找到至少四十三個與指紋花紋相關的基因區域

其中一個關鍵基因就是 EVI1

研究團隊先在人類找到它和指紋花紋高度相關

接著再利用小鼠實驗降低 EVI1 的表現

結果小鼠指節上的皮膚脊線發育真的出現異常

也就是說

這已經不只是看到統計上的相關

功能實驗也支持

這些基因真的參與了指紋形成

再來

遺傳在這件事上到底占了多少角色？

我們有一個用了很多年的指標

叫做總脊線數（Total Ridge Count）

就是把十根手指的脊線數全部加起來

這個性狀的遺傳率大約高達九成

是目前已知遺傳率最高的人類量化性狀之一

另外

大家熟悉的三大花紋

弓型箕型斗型

遺傳率大約也落在六到九成

那同卵雙胞胎呢？

很多人說

同卵雙胞胎的指紋不一樣

所以指紋不是基因決定

其實

恰恰相反

如果基因真的完全沒有影響

那同卵雙胞胎跟陌生人的指紋理論上應該一樣不像

但事實是

同卵雙胞胎在對應手指上出現相同花紋類型的機率

明顯高得多

整體架構也更相似

這正好說明

指紋的大架構

確實受到基因影響

那為什麼還是不一樣？

因為真正讓每個人獨一無二的

不是斗型還是箕型

而是更細的地方

每一條脊線

在哪裡分岔在哪裡終止在哪裡融合在哪裡突然冒出一小段

這些細節

叫做特徵點（minutiae）

它們才是真正受到局部微環境

以及反應擴散過程中微小初始差異影響的部分

就算兩個胎兒有完全相同的DNA

這些細節

最後也不會完全一樣

所以刑事鑑識

真正比對的

不是斗型還是箕型

而是這些特徵點

也因此

即使是同卵雙胞胎

現代自動指紋辨識系統仍然可以區分

不是因為他們差很多

而是只要細節不同

這樣就夠了

不好意思我又認真了

下課

就醬

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參考文獻

Li J, Glover JD, Zhang H, et al. Limb development genes underlie variation in human fingerprint patterns. Cell. 2022;185(1):95-112.e18.

Glover JD, Sudderick ZR, Shih BB, et al. The developmental basis of fingerprint pattern formation and variation. Cell. 2023;186(5):940-956.e20.

Are fingerprints determined by genetics? MedlinePlus Genetics. NIH.

Jain AK, Prabhakar S, Pankanti S. On the similarity of identical twin fingerprints. Pattern Recognition. 2002;35(11):2653-2663.

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