Pirštų atspaudai - mūsų kasdienybės atspindys? (Konkursinis straipsnis)

Ar keli žmonės gali turėti identiškus pirštų atspaudus?

Pirštų atspaudai pradeda formuotis dar mums esant motinos įsčiose - maždaug 10-ąją nėštumo savaitę. Šis procesas trunka apie 3-4 mėnesius. Jų susidarymui įtakos turi tiek fiziniai veiksniai vystymosi metu, tiek ir genetiniai.

Iliustracijoje (žr. 1 pav.) pavaizduota, kaip atsiranda pirštų pagalvėlėse esantys išlinkimai. Mūsų oda sudaryta iš kelių pagrindinių sluoksnių: epidermio, dermos, bei hipodermos.

Epidermis yra skirstomas į smulkesnes dalis, iš kurių arčiausiai dermos yra pamatinis sluoksnis, kartais vadinamas bazaliniu. Pastebėta, jog, embrionui vystantis, šis sluoksnis yra linkęs augti greičiau nei viršutiniai epidermio sluoksniai bei po juo esanti derma. Tai sukuria tam tikrą spaudimą, primenantį lovose esančias spyruokles, dėl kurio pamatinis sluoksnis pradeda rangytis erdvėje. Šie jo erdviniai pokyčiai persikelia į piršto paviršių ir taip suformuoja nelygumus, kurių visiškai sutampančių negali būti ne tik identiškų dvynių, tačiau net ir to paties žmogaus pirštų pagalvėlėse.

Apskaičiuota, jog teorinė dviejų žmonių pirštų atspaudų sutapimo galimybė lygi vos vienam iš 64 milijardų.

Galime pastebėti, jog mūsų pirštų atspaudai yra panašūs į mūsų šeimos narių, ir tai - visai ne sutapimas. Paveldimumas dažnai lemia pirštų atspaudų formą (t. y. rašto tipą), kurių dažniausios yra trys: kilpa, sūkurys bei arka (žr. 2 pav.). Šias formas lemia ne vienas, o keletas genų.

Nors šiuo metu didžioji dalis šių genų vis dar nėra ištirta, tačiau neseniai buvo išsiaiškinta, jog adermatoglifiją - genetinį sutrikimą, dėl kurio nesusiformuoja pirštų atspaudai - lemia SMARCAD1 geno mutacija, dėl kurios susidaro pakitusios struktūros baltymas, turintis lemiamos įtakos pirštų paviršiaus nelygumų (ne)susiformavimui. Tikėtina, jog šis genas taip pat yra atsakingas ir už pirštų pagalvėlių rašto formą.

Tyrimas buvo atliktas su 16 vienos giminės narių, iš kurių net 9-iems pasireiškė šis sutrikimas. Ir tai - ne vienintelė tokia šeima, tad tai galime laikyti vienu iš įrodymų, jog tiek šis sutrikimas, tiek ir pirštų atspaudų forma gali būti paveldimi.

Kaip tiriami pirštų atspaudų palikti pėdsakai?

Kriminalistai, atvykę į įvykio vietą, aptinka nusikaltėlio paliktas piršto atspaudų žymes, pristato jų nuotraukas į laboratoriją, kurioje iškart identifikuojamas nusikaltimą padaręs asmuo. Deja, tai tik scena iš eilinio detektyvo, o realybėje viskas nėra taip paprasta ir primityvu, kaip mums bando parodyti filmų kūrėjai.

Pirštų atspaudų paliktos atspaudų žymės plika akimi paprastai nėra matomos, o joms išryškinti naudojami tam tikri milteliai arba specialūs klijai. Dažniausiai filmuose rodoma, jog pirštų atspaudų žymių nuotraukos yra paprasčiausiai įkeliamos į kompiuterį ir joms iškart randamas atitikmuo duomenų bazėje. Tačiau iš tikrųjų šias nuotraukas reikia kruopščiai redaguoti, kadangi jose paprastai būna matomas ne tik piršto atspaudo palikta žymė, tačiau ir pašalinės detalės: purvas, dulkės, nevientisas fonas, susiliejantis su nusikaltėlio paliktu įkalčiu. Netikslus šios procedūros atlikimas tyrimo tikslumą sumažina net 30-ia procentų. Be to, pagal redaguotą nuotrauką sistema gali parodyti tik artimiausius jai atitikmenis, esančius duomenų bazėje, pagal kuriuos žmogus, lygindamas juos su originalia nuotrauka, atranda jai identišką.

Visgi, nors šios nuotraukos ir yra tiriamos kelių profesionalių specialistų, egzistuoja žmogiškosios klaidos tikimybė. Bene žymiausias atvejis, privertęs visuomenę abejoti šio metodo patikimumu, įvyko 2004 metais, kai Oregone (JAV) gyvenantis advokatas buvo apkaltintas įvykdęs beveik 200 gyvybių nusinešusį išpuolį - Madrido traukinių sprogimus. Net 3 kriminalistai pripažino jo piršto atspaudą identišką aptiktajam nusikaltimo vietoje, tačiau vėliau paaiškėjo, jog apkaltintasis advokatas nė nebuvo lankęsis Ispanijoje, o nekokybiškai apdorota piršto atspaudo nuotrauka lėmė žmogiškąją klaidą.

Ką apie žmogų gali išduoti jo paliktos pirštų atspaudų žymės?

Nuo šios bylos pirštų atspaudų paliktų žymių analizė gerokai pažengė į priekį, atsirado naujų tyrimo metodų. Įsivaizduokite situaciją: įvykdomas banko apiplėšimas, po kurio nusikaltimo vietoje aptinkamos vos kelios blankios bei persiklojančios pirštų atspaudų žymės, pagal kurias beveik neįmanoma nustatyti nusikaltimą įvykdžiusio asmens tapatybės. Prieš dešimtmetį  ši byla tikriausiai taip ir liktų neišaiškinta, jei nebūtų rasta kitų įkalčių, tačiau šiuolaikinių technologijų dėka tai tapo įmanoma.

Šiam konkrečiam atvejui ištirti galima pasinaudoti desorbcijos bei masių spektrometrijos metodais. Visų pirma, palikto atspaudo žymė yra apipurškiama („apšaudoma“) krūvį turinčiomis tirpiklio dalelėmis, sukeliančiais dalelių desorbciją - procesą, kurio metu molekulės atsiskiria nuo kietojo paviršiaus ir taip patenka į masių spektrometro angą (žr. 3 pav.). Šiame prietaise išmatuojama į jį patekusių jonizuotų molekulių masė, pagal kurią galima atskirti medžiagas, per prakaito liaukas išskirtas kartu su prakaitu ir riebalais. Atlikus šią analizę, gali būti išsiaiškinta, kokius vaistus ar narkotines medžiagas žmogus vartoja, sužinoti jo alkoholio vartojimo įpročiai, aptikti sąlyčio su sprogstamosiomis medžiagomis pėdsakai ar net pastarosiomis dienomis suvartoti maisto produktai.

Siekiant išsiaiškinti, ar žmogus vartoja narkotines medžiagas, galima naudoti ir alternatyvų tyrimo metodą, kuriam pasitelkiamos aukso nanodalelės, prie kurių prijungti tam tikri antikūnai, galintys atpažinti narkotinių bei kai kurių kitų medžiagų metabolitus (medžiagų apykaitos produktus).

Pavyzdžiui, tabake galima aptikti nikotino, kurio metabolizmo produktas - kotininas - yra pašalinamas kartu su prakaitu. Jam aptikti naudojamas antikūnas anti-kotininas, gebantis prisijungti prie kotinino ir taip jį aptikti.

Vėliau naudojamas fluorescenciniais dažais padengtas antrinis antikūnas, nudažantis tas pirštų atspaudo žymės vietas, kuriose buvo aptiktas nikotino metabolitas. Būtent šių molekulių aptikimas leidžia įsitikinti, jog tam tikra medžiaga buvo ne atsitiktinai paliesta, bet suvartota. Remiantis šių tyrimų rezultatais bei turimomis pirštų atspaudų žymėmis galima susekti nusikaltimą įvykdžiusį asmenį ar įrodyti jo priklausomybę nuo narkotikų, o tikimybė suklysti - beveik nulinė.

Nors per kelis šimtus metų mokslininkai smarkiai pasistūmėjo į priekį, atrasdami vis naujus pirštų atspaudų analizės bei jų pritaikomumo būdus, tačiau tyrimai šioje srityje vis dar nepraranda pagreičio. Šiuo metu yra tobulinami jau egzistuojantys bei kuriami nauji pirštų atspaudų tyrimo metodai, kurie ateityje, tikėtina, galės būti panaudojami ne vien nusikaltėliams sučiupti, tačiau ir, pavyzdžiui, medicininiams tikslams - pagal išskirtus vaistų metabolitus medikai turės galimybę kontroliuoti, ar pacientas tinkamai vartoja jam paskirtus medikamentus. Pirštų atspaudai - vienas iš mūsų unikalumo simbolių, įvairiapusiškai pritaikomas bei bylojantis apie kiekvieno iš mūsų nepakartojamą kasdienybę.

Justas Dijokas

Informacijos šaltiniai:

1. Kücken, M., & Newell, A. C. (2004). A model for fingerprint formation. Europhysics Letters (EPL), 68(1), 141-146.

2. Kücken, M. (2007). Models for fingerprint pattern formation. Forensic Science International, 171(2-3), 85–96.

3. Slatis, H M, M B Katznelson, and B Bonné-Tamir. “The Inheritance of Fingerprint Patterns.” American Journal of Human Genetics 28, no. 3 (May 1976): 280–289.

4. https://news.nationalgeographic.com/news/2011/08/110809-fingerprints-skin-disease-health-science-weird/ [žiūrėta 2018-12-22]

5. https://ghr.nlm.nih.gov/gene/SMARCAD1#conditions [žiūrėta 2018-12-22]

6. https://www.scienceabc.com/innovation/why-are-fingerprints-unique-and-why-do-we-have-them.html [žiūrėta 2018-12-15]

7. Evans, David & Parish, Siobhan. (2015). Predicting the First Recorded Set of Identical Fingerprints. Journal of Interdisciplinary Science Topics.

8. Baker, Asan. (2016). Fingerprint Identification for Forensic Crime Scene Investigation. 60-65.

9. Simon A. Cole, More than Zero: Accounting for Error in Latent Fingerprint Identification, 95 J. Crim. L. & Criminology 985 (2004-2005)

10. Ifa, D. R., Manicke, N. E., Dill, A. L., & Cooks, R. G. (2008). Latent Fingerprint Chemical Imaging by Mass Spectrometry. Science, 321(5890), 805–805.

11. Hazarika, P., & Russell, D. A. (2012). Advances in Fingerprint Analysis. Angewandte Chemie International Edition, 51(15), 3524–3531.

12. https://en.wikipedia.org/wiki/Desorption_electrospray_ionization [žiūrėta 2018-12-23]

13. Leggett, R., Lee-Smith, E. E., Jickells, S. M., & Russell, D. A. (2007). “Intelligent” Fingerprinting: Simultaneous Identification of Drug Metabolites and Individuals by Using Antibody-Functionalized Nanoparticles. Angewandte Chemie International Edition, 46(22), 4100–4103.

14. Hazarika, P., Jickells, S. M., & Russell, D. A. (2009). Rapid detection of drug metabolites in latent fingermarks. The Analyst, 134(1), 93–96.