مفاهیم کلیدی: ژنتیک، وراثت، زیست‌شناسی، رشد، DNA
مشاهده‌ي علمي ۱۳۹
مقدمه:
آیا تا به حال کودکی را دیده‌اید که ظاهری بسیار شبیه با کودکی‌های پدر خود داشته باشد؟ ما اغلب می‌توانیم اعضای یک خانواده را به دلیل شباهت‌های ظاهری از جمله رنگ مو و ویژگی‌های صورت تشخیص دهیم. دلیل آن است که کودکان نیمی از DNA خود را از هر یک از والدین دریافت می‌کنند. اما اثر انگشت چطور، آیا آن هم ارثی است؟ از اثر انگشت برای شناسایی هویت افراد استفاده می‌شود. زیرا اثر انگشت هر شخص منحصر به اوست. اما افراد می‌توانند الگوهای اثر انگشت مشابهی داشته باشند. می‌توانید فعالیتی علمی با اعضای خانواده‌ی خود برای بررسی ارثی یا تصادفی بودن اثر انگشت انجام دهید. با انجام این فعالیت قادر به تشخیص اینکه اثر انگشتتان شبیه به والدین‌تان است یا خیر خواهید شد.
پیش‌زمینه:
انسان‌ها قبل از تولد صاحب اثر انگشتی منحصر به فرد می‌شوند. در طول هفته‌ی دهم تا بیست و چهارم از بارداری، برآمدگی‌هایی از طرح اثر انگشت روی بیرونی‌ترین لایه‌ی پوستی در نوک انگشتان جنین تشکیل می‌شود. الگویی که این برآمدگی‌ها بر روی انگشتان ایجاد می‌کنند به عنوان اثر انگشت شناخته می‌شود که طرحی ثابت است و با افزایش سن دچار تغییر نمی‌شود. بدین ترتیب هر فرد از کودکی تا بزرگسالی اثر انگشتی یکسان خواهد داشت. این الگوها با رشد فرد تغییر اندازه می‌دهند، اما شکل آنها هیچ تغییری نمی‌کند. (برای درک بهتر این موضوع، می‌توانید اثر انگشت خود را با جوهر روی یک بادکنک بزنید. سپس بادکنک را باد کنید تا این مفهوم را مدل‌سازی کنید.)
از آنجا که هر فرد دارای اثر انگشت خاصی است که با گذشت زمان دچار تغییر نمی‌شود، از آن برای تشخیص هویت افراد استفاده می‌شود. برای مثال، پلیس از اثر انگشت برای تعیین اینکه آیا فردی خاص در صحنه‌ی جرم بوده است یا خیر بهره می‌برند.
با وجود اینکه تعداد، شکل و الگوی دقیق این خطوط برای هر فرد متفاوت است، اثر انگشت‌ها را می‌توان بر اساس نوع الگو به سه دسته‌ی کلی تقسیم کرد: کمانی، حلقه‌ای و مارپیچی
مواد و وسایل مورد نیاز:
پدر و مادر و فرزندان آنها (هر چه اعضای بیشتری از خانواده در آزمایش حضور داشته باشند بهتر است.)
ذره‌بین (اختیاری)
آماده‌سازی:
به طرح‌ها و تصاویر زیادی از سه دسته‌ی اصلی اثر انگشت، یعنی کمانی، حلقه‌ای و مارپیچی با دقت نگاه کنید. در الگوی حلقه-ای، خطوط از هر دو طرف وارد می‌شوند، انحنا پیدا می‌کنند و سپس معمولاً از همان سمتی که وارد شده‌اند خارج می‌شوند. در الگوی مارپیچی، خطوط اغلب به شکل دایره‌ای هستند. در الگوی کمانی خطوط از یک سمت وارد می‌شوند، در وسط کمی بالا می‌روند و به طور معمول از سمت دیگر خارج می‌شوند.
با این سه الگوی اصلی به خوبی آشنا شوید تا بتوانید با دیدن هر اثر انگشت به سرعت نوع آن را تشخیص دهید. توجه کنید که برخی از اثر انگشت‌ها تفاوت‌هایی با این سه الگوی اصلی دارند اما در همین گروه‌ها قرار می‌گیرند. برای مثال ممکن است در یک الگوی کمانی خطوط در وسط به شکل تیزتری بالا بروند.
روش کار:
اعضای خانواده را دور هم جمع کنید تا بتوانید اثر انگشت آنها را مورد بررسی قرار دهید.
به انگشت اشاره‌ی دست راست هر کدام از اعضای خانواده به طور جداگانه نگاه کنید. با نگاه کردن به اثر انگشت آنها سعی کنید الگوی آن یعنی حلقه‌ای، کمانی، یا مارپیچی را تشخیص دهید. می‌توانید برای دقت بیشتر از یک ذره‌بین جهت بررسی اثر انگشت‌ها استفاده کنید. اعضای خانواده دارای چه نوع الگوی اثر انگشتی هستند؟
به طور کلی آیا اثر انگشت ارثی به نظر می‌رسد؟ به بیان دیگر آیا خواهران و برادران الگوی اثر انگشت یکسانی دارند؟ آیا الگوی اثر انگشت فرزندان شبیه به الگوی پدر و مادرشان است؟
آزمایش‌های تکمیلی:
این فعالیت را یک مرتبه‌ی دیگر انجام دهید و این بار سعی کنید اثر انگشت افراد بسیار بیشتری را بررسی کنید تا بتوانید نتیجه‌ای بهتر در مورد ارثی بودن الگوی اثر انگشت در افراد به دست بیاورید. سعی کنید حداقل پانزده جفت از افراد دارای ارتباط فامیلی (مانند خواهر و برادر) و پانزده جفت از افراد بدون ارتباط فامیلی را برای آزمایش جمع کنید. درصد دفعاتی که یک جفت از افراد الگوی اثر انگشت یکسان دارند را با هم مقایسه کنید. این درصد برای افراد با ارتباط فامیلی و افراد بدون ارتباط فامیلی یکسان است یا متفاوت؟ درصد کدام بیشتر است؟ این نتایج چه چیزی در مورد ارثی بودن اثر انگشت بیان می‌کند؟
این بررسی را روی افراد بیشتری (با ارتباط فامیلی و بدون ارتباط فامیلی) انجام دهید. آیا برخی از الگوها بیشتر از الگوهای دیگر در افراد مشاهده می‌شود؟
انگشت‌های پا نیز دارای طرح هستند. آیا طرح روی انگشت‌های پا نیز مانند انگشت‌های دست است و از همان قوانین پیروی می‌کند؟
مشاهده و نتیجه‌گیری:
آیا نمونه‌هایی از ارثی بودن الگوی اثر انگشت در بررسی‌های خود مشاهده نمودید؟
یک مولفه‌ی وراثتی در الگوهای اثر انگشت وجود دارد، اما ژنتیک چگونگی به ارث رسیدن آنها بسیار پیچیده است. اثر انگشت همچنین تحت تأثیر محیطی است که جنین در آن رشد می‌کند. به همین دلیل ممکن است نمونه‌هایی از ارثی بودن الگوی اثر انگشت را در بررسی‌های خود مشاهده کرده باشید. (برای مثال دختر یا پسری که الگوی اثر انگشت یکسان با پدرش دارد.) اما ممکن است این اتفاق در مورد تمام افرادی که رابطه‌ی نزدیک خانوادگی دارند اتفاق نیفتد. برای بررسی بهتر موضوع لازم است الگوی اثر انگشت‌ها را در ابعاد بزرگتر و تعداد بیشتر مورد مطالعه قرار دهید، همانطور که در قسمت اول آزمایش‌های تکمیلی توضیح داده شد. از آنجا که اثر انگشت هر فرد مختص به اوست و هیچ دو انسانی حتی دو قلوها که DNA مشابه دارند اثر انگشت یکسانی ندارند، می‌توان استنباط کرد که اثر انگشت به طور کامل توسط عوامل ژنتیکی و وراثتی کنترل نمی‌شود.
براي اولين بار در لهستان انگشت نگاري موقع گرفتن پول از خودپردازها و خودگيرنده‌ها اجرايي شد.
منبع:
Are Fingerprint Patterns Inherited?
منابع مفيد:
اثر انگشت-ويکيپديا
Are one's fingerprints similar to those of his or her parents in any discernable way?
مشاهده‌ي DNA
انگشت نگاري
سلول‌هاي بنيادي-۱
سلول‌هاي بنيادي -۲
بخش زيست فعاليت‌هاي علمي رشد
ساختمان DNA