Não há duas impressões digitais exatamente iguais. É isso que as torna tão úteis para a polícia e para os smartphones.
Investigações anteriores mostraram que os genes interferem no padrão de ranhuras e saliências nas pontas dos dedos. Sendo assim, porque é que os gémeos idênticos não têm impressões digitais idênticas?
Um novo estudo, publicado recentemente na Cell, revelou que três famílias de moléculas sinalizadoras interagem entre si para criar as variações únicas.
“É um grande exemplo de como pequenas flutuações podem gerar infinitas variações num padrão”, disse Roel Nusse, biólogo de desenvolvimento da Stanford Medicine, que não esteve envolvido na investigação, citado pela Science.
As superfícies irregulares dos dedos melhoram a aderência e encontram-se em humanos e noutras espécies, como coalas e chimpanzés. Também nos ajudam a sentir a diferença entre as texturas.
As impressões digitais formam-se relativamente cedo no desenvolvimento fetal, começando por volta da 13.ª semana de gestação, com a formação de reentrâncias nas pontas dos dedos chamadas cristas primárias.
Esses sulcos desenvolvem-se em três padrões principais: arranjos simétricos e circulares, chamados “whorls”; padrões mais longos e curvos, designados por “loops”; e sulcos triangulares, conhecidos como “arcos”.
Os cientistas identificaram vários genes que influenciam os padrões que compõem a impressão digital de uma pessoa, mas os mecanismos bioquímicos que impulsionam a formação destas cordilheiras provaram ser esquivos.
Para esclarecer este mistério, Denis Headon, geneticista da Universidade de Edimburgo, e os seus colegas sequenciaram o RNA dentro dos núcleos de células embrionárias humanas para identificar os genes que se exprimem durante o desenvolvimento.
Esses genes descobriram três vias de sinalização diferentes – famílias de proteínas que transportam instruções entre células -, onde cada uma desempenha um papel na direção do crescimento da pele na ponta dos dedos.
Os genes envolvidos em duas destas vias de sinalização, conhecidas como WNT e BMP, são expressos em tiras alternadas de células nas pontas dos dedos em desenvolvimento, criando o que acabará por se tornar os sulcos e os solavancos da impressão digital. Um terceiro fator, EDAR, é expresso em conjunto com a WNT nos sulcos em desenvolvimento.
Quando os investigadores suprimiram artificialmente as vias de sinalização em ratos, descobriram que os sinais WNT e BMP funcionam de formas opostas. O WNT parece estimular o crescimento celular para criar saliências na camada exterior da pele, enquanto que o BMP suprime o crescimento celular para formar ranhuras. Já os sinais EDAR ajudam a determinar o tamanho e o espaçamento dos sulcos.
Em última análise, estas três vias de sinalização trabalham em conjunto para controlar a formação de cristas primárias que crescem na estrutura das impressões digitais.
A relação oposta entre o WNT e o BMP na ponta dos dedos dos humanos é característica dos padrões de Turing – em que atividades químicas diferentes e sobrepostas dão origem a padrões complexos -, disseminados na natureza e que dão origem às listras e manchas vistas nas peles de animais e na pele de peixes tropicais.
“A singularidade individual” das impressões digitais “provém de elementos minúsculos do padrão”, tais como longos sulcos que param, sulcos que se dividem em dois, ou sulcos curtos chamados ilhas, indicou Denis Headon. “Os padrões de coloração produzem este tipo de padrão em escala fina”, explicou.
Mas a forma geral do padrão de impressões digitais depende da anatomia do dedo e do momento exato da formação da crista. Nos tecidos embrionários humanos, os investigadores encontraram cristas primárias que começam a formar-se em até três locais: o centro da almofada levantada suave do dedo fetal, a extremidade do dedo debaixo da unha, e o vinco na articulação onde o dedo se dobra.
A partir desses três locais, os sulcos espalham-se pela ponta do dedo como “ondas, cada sulco serve para definir a posição do próximo a sair”, referiu o geneticista.
A anatomia do dedo ajuda a dirigir o padrão de crescimento das células. Se as almofadas forem grandes e simétricas e as cristas começarem a formar-se cedo, tendem a produzir um espiral. Se as almofadas forem mais longas e assimétricas, resultam num laço. Se os sulcos simplesmente não se formam no bloco, ou se começam a formar-se tarde, então os sulcos do vinco e a unha encontrar-se-ão no meio, produzindo um arco.
Os investigadores também descobriram que os mesmos sinais químicos – WNT, BMP, e EDAR – criam células noutras partes do corpo, desenvolvendo folículos capilares. Mas as pontas dos dedos permanecem livres de pêlos porque a formação dos folículos nas palmas das nossas mãos pára precocemente.
Isso sugere que diferentes estruturas na pele começam todas pelo mesmo caminho de desenvolvimento antes de se dividirem em papéis especializados. “Pode ser que todas as estruturas formadas pelo nosso maior órgão, a pele – incluindo pêlos, glândulas, impressões digitais – sejam geradas pelo mesmo mecanismo”, disse Roel Nusse.
