Die Formel der Fingerabdrücke - wissenschaft.de
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Die Formel der Fingerabdrücke

Kein Fingerabdruck eines Menschen gleicht dem eines anderen. Nicht Biologen oder Mediziner, sondern Mathematiker entwickelten nun ein Modell, das die Bildung der einzigartiken Furchen und Schleifen schlüssig erklären kann. Dabei spielen schon vor der Geburt im Mutterleib Spannungen zwischen den einzelnen Hautschichten eine zentrale Rolle, erklären sie im Fachblatt Europhysics Letters (Vol. 68, S. 141).

„Trotz intensiver Forschung hat sich noch keine allgemein akzeptierte Erklärung für die Entwicklung der Furchen auf Fingern, Handflächen und Fußsohle abgezeichnet“, schreiben Michael Kücken und Alan Newell von der University of Arizona. Doch ihr Simulationsmodell soll genau das erreichen. Sie analysierten einen komplexen Prozess aus Spannungen zwischen den einzelnen Hautschichten, der bereits zehn Wochen nach der Zeugung beim Fötus im Mutterlein beginnt. Zwischen den oberen Hautschichten, der Epidermis und der tiefer liegenden Lederhaut (Dermis) befindet sich die so genannte Basalschicht. Diese wächst schon früh schneller als ihre benachbarten Hautlagen. Um so „eingequetscht“ dennoch genug Platz zu finden, faltet sich die elastische Basalschicht in kleine Wölbungen auf, die das Muster auf der Fingerkuppe bestimmen.

Mathematisch beschreiben Kücken und Newell diese Basalschicht als ein Feld aus schwachen, nichtlinearen Federn. Diese Federn reagieren auf die sich aufbauenden Spannungen und werden unterschiedlich stark ausgelenkt. Ziel der Computersimulation ist es dabei, die wirksame Energie auf ein Minimum zu beschränken. Da die Verteilung solcher „Federn“ sehr unterschiedlich sein kann und die Spannungen auf der Fingerkuppe stark variieren, können sich unzählige verschiedene Muster an Furchen, Schleifen und Wirbeln ergeben. Genau diese typischen Muster ergaben sich aus ihrem mathematischen Modell. Die beiden Forscher glauben, dass ihre Ergebnisse wertvolle Beiträge für biometrische Identifikationsverfahren und in der Gerichtsmedizin liefern könnten.

Jan Oliver Löfken
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