RIDGE Sanna & Johanna
Wikicampus
Sisällysluettelo |
Eroaako symmetristen sormenjälkikuvioiden esiintyvyys sormien välillä?
Johanna Lehto ja Sanna Pausio
Tiivistelmä
Ihmisen sormenjäljet syntyvät yksilönkehityksen aikana ja säilyvät muuttumattomina koko eliniän. Erityyppisten sormenjälkikuvioiden esiintymisfrekvenssien on havaittu vaihtelevan eri sormien välillä. Symmetrisiä kuviotyyppejä on havaittu esiintyvän eniten peukalossa ja nimettömässä, minkä on arvioitu liittyvän sormien eriytymisjärjestykseen. Sormenjälkien syntytapa on toistaiseksi epäselvä. Tämän työn tarkoituksena oli selvittää, esiintyykö peukalossa ja nimettömässä symmetrisiä kuvioita enemmän kuin muissa sormissa. Keräsimme omaa sormenjäkiaineistoa, josta analysoimme kuviotyypit, minkä lisäksi käytössämme oli aiempaa sormenjälkitietoa. Testasimme khiin neliötestillä, esiintyikö symmetrisiä kuvioita peukalossa ja nimettömässä muita sormia useammin. Aineistossamme ei ollut tilastollisesti merkitsevää eroa symmetristen kuvioiden esiintyvyyksissä peukalon ja nimettömän sekä muiden sormien välillä.
Johdanto
Sormenjäljet muodostuvat verinahan ja epidermiksen väliin sikiönkehityksen aikana raskauden ensimmäisen kolmanneksen lopulla ja toisen alussa. Myöhemmin yksilönkehityksen aikana jälkiin muodostuu vielä täydentäviä viivoja, ilmeisesti sormenpään kasvun vuoksi. Myös muualla kämmenessä ja jalkapohjassa esiintyy viivoja, mutta ne ovat yleensä yhdensuuntaisia, eivätkä muodosta säännönmukaisia kuvioita.
Seitsemännellä raskausviikolla tiettyihin kohtiin sikiön kämmeniä ja jalkapohjia, myös sormenpäihin, kasvaa tyynymäiset muodostumat, jotka alkavat ihmisellä pienetä raskausviikolla kymmenen ja vähitellen katoavat. Samoihin aikoihin primääriset sormenjäljet alkavat muodostua epidermiksen ja verinahan välissä olevaan tyvisolukerrokseen. Nämä sormenjäljet eivät luultavasti ole vielä lopullisisia, vaan sormen kasvaessa niihin muodostuu lisää sekundaarisia viivoja. Pysyviksi jäljet muuttuvat raskausviikolla 16. Samaan aikaan ne tulevat näkyviin sormen pinnalla. (Kücken ja Newel 2004.)
Sormenjälkien kehitys alkaa yhdestä tai kahdesta sormenpään kohdasta, yleensä läheltä tyynymuodostuman keskikohtaa ja kynnenkärjen alapuolelta. Sormenpään keskellä olevasta aloituskohdasta muodostuu kuvion keskus ja kohdasta, joka kehittyy viimeiseksi ja jossa eri kohdista alkaneet kuviot kohtaavat, syntyy triradius. (Kücken ja Newel 2004.)
Sormenjälkikuviot voidaan jakaa radial loop-, ulnar loop-, arch-ja whorl-tyyppeihin. Arch ja whorl ovat symmetrisiä ja radial- ja ulnar loop epäsymmetrisiä kuvioita. Syntyvän sormenjälkikuvion uskotaan riippuvan tyynymuodostuman koosta ja sen katoamisajankohdasta suhteessa sormenjälkikuvion syntyajankohtaan. Whorl ja ulnar- ja radial loop syntyvät suuresta tyynystä, arch taas syntyy, kun tyyny on pieni tai jo kadonnut sormenjälkien muodostuessa. (Matsuyama ja Ito 2006.)
Sormenjälkien syntyä on tutkittu paljon ja sitä on pyritty mallintamaan, mutta yhtä yleisesti hyväksyttyä hypoteesia niiden syntytavasta ei vielä ole onnistuttu muodostamaan. Kollman esitti vuonna 1883 sormenjälkien muodostuvan koska kaikki sormenpään osat eivät kasva samalla tavalla. Teoria on myöhemmin saanut histologista tukea, kun sormenpäiden solurakennetta on tutkittu. Teorialle on sukua hypoteesi, jonka mukaan sormenjäljet muodostuvat suurimman kasvupaineen mukaisesti. Hypoteesin esitti Cummins vuonna 1926. Dell and Munger esittivät vuonna 1986, että sormenjälkien syntyyn vaikuttaa sormenpäiden hermotuksen muodostuminen. Tätä teoriaa vastaan on kuitenkin esitetty paljon kritiikkiä. Sormenjälkien on myös ehdotettu muodostuvan verinahassa valmiina olevan mallin mukaan. (Kücken ja Newell 2004.)
Sormenjälkikuviot eivät esiinny samalla frekvenssillä eri sormien välillä. Radial loop esiintyy useimmin etusormessa, ulnar loop pikkusormessa ja whorl peukalossa sekä nimettömässä. Tämän ajatellaan johtuvan tyynymuodostuman orientaatiosta, joka taas on yhteydessä sormien eriytymisjärjestykseen. Tyynymuodostuma on yleensä symmetrisin peukalossa ja nimettömässä, joihin muodostuu useimmiten symmetriset kuviot. Muissa sormissa muodostumat kallistuvat yleensä samaan suuntaan kuin sormenjäljetkin. (Kücken ja Newel 2004.)
Sormenjälkikuvioiden frekvenssien on havaittu vaihtelevan eri kansallisuuksien välillä. Esim. japanilaisilla on sormissaan enemmän whorl- ja vähemmän ulnar loop-kuvioita kaukasialaiseen rotuun verrattuna. Kuvioiden osuudet ovat erilaiset myös eri sukupuolilla: naisilla on vähemmän whorl- ja enemmän ulnar loop- ja arch-kuvioita kuin miehillä. (Matsuyama ja Ito 2006.)
Sormenjälkiä käytetään yksilön tunnistamiseen niiden elinikäisen muuttumattomuuden takia. Niitä on myös tutkittu paljon. Sormenjälkikuvioiden esiintymistiheyden on huomattu olevan yhteydessä joihinkin sairauksiin. Esim. Japanissa 21 trisomiaa sairastavilla ihmisillä on havaittu olevan muuta väestöä suurempi ulnar loop-kuvion esiintymisfrekvenssi varsinkin etusormissaan. Japanissa on myös huomattu 21 trisomiaa sairastavien lasten äideillä olevan tavallista enemmän arch- ja vähemmän whorl-kuvioita sormissaan muuhun väestöön verrattuna. Vastaavassa israelilaisessa tutkimuksessa puolestaan havaittiin 21 trisomialasten vanhemmilla vähemmän sekä arch- että whorl-kuvioita verrokkiryhmään verrattuna. Koska sormenjäljet syntyvät hyvin varhaisessa yksilönkehityksen vaiheessa, niiden voidaan geneettisen komponentin lisäksi ajatella kertovan raskauden ensimmäisen kolmanneksen aikana vallinneista ympäristöolosuhteista.(Matsuyama ja Ito 2006.)
Tämän työn tarkoituksena oli selvittää, esiintyykö tässä aineistossa symmetrisiä kuvioita (arch ja whorl) useammin peukalossa ja nimettömässä kuin muissa sormissa.
Aineisto ja menetelmät
Aineistonamme oli sormenjälkitietoja. Sormenjälkikuviot kerättiin kurssityönä jäljentämällä ne musteella tai muulla soveltuvalla aineella paperille. Jälkien omistajasta kirjattiin mahdolliset sukulaisuustiedot muihin aineiston henkilöihin sekä kätisyys ja sukupuoli. Jäljet pyrittiin keräämään perheittäin siten, että jokaiselle perheelle annettiin yksiselitteinen perhekoodi. Perheiden sisällä yksilöille annettiin sukulaisuutta kuvaava koodi, esim. äiti (m), jälkeläinen (o). Molempien käsien kaikista sormista pyrittiin saamaan mahdollisimman täydelliset jäljennökset. Kaikkien kohdalla tämä ei kuitenkaan onnistunut.
Sormenjäljistä määritettiin kuviot ja laskettiin triradiuksen ja keskuspyörteen väliset viivat. Viivat laskettiin jokaiselle sormelle erikseen ja lopulta yksilön kaikista sormista laskettiin total ridge count (TRC), eli kaikkien sormien yhteenlaskettujen viivojen määrä. Viivojen laskemisessa käytettiin apuna suurennuslasia tai preparointimikroskooppia.
Sormenjälkitiedot siirrettiin Microsoft Office Excel -ohjelmaan ja yhdistettiin aiemmin vuosina 2008-2009 kurssilla kerättyyn sormenjälkiaineistoon. Aikaisemmin kerätyissä sormenjäljissä oli eroteltu erikseen myös tented arch, joka tässä työssä määritettiin arch-kuvioksi. Aineistojen välillä oli joitakin eroja myös sukulaisuussuhteiden merkintätavoissa, joissakin perheissä esim. lapsipuolet ja serkut oli kirjattu samalla perhekoodilla.
Kriteerinä aineistoon ottamisessa oli kaikkien sormien kuvioiden onnistunut määritys. Tämän vuoksi osa kerätystä aineistosta hylättiin lopullisista analyyseistä. Käytetyn aineiston n=141.
Analyysit tehtiin Microsoft Excel-ohjelmistolla. Kuvioiden jakaumat määritettiin sormittain (kuvat 1 ja 2). Koska sormenjälkikuviot eivät olleet aineistossa normaalisti jakautuneet, kuvioiden jakauman tutkimiseen sormien välillä käytettiin ei-parametristä khiin neliötestiä.
Kuvat 1 ja 2. Epäsymmetristen radial- ja ulnar loop- sekä symmetristen arch- ja whorl-kuvioiden jakaumat aineistossa sormittain. O=oikea, V=vasen, 1=peukalo, 2=etusormi, 3=keskisormi, 4=nimetön, 5=pikkusormi.
Tulokset
Aineistossa ei löytynyt tilastollisesti merkitsevää eroa symmetristen kuvioiden määrissä peukalon ja nimettömän sekä muiden sormien välillä (n=141, x²(2)=3,37). Eroa ei löytynyt myöskään tarkasteltaessa peukalon ja nimettömän kuvioiden yhteenlaskettuja symmetristen ja epäsymmetristen kuvioiden määriä verrattuna muiden sormien vastaaviin (n=141, x²(1)=0,02). Sen sijaan etusormissa esiintyi tilastollisesti merkitsevästi enemmän symmetriseksi luokiteltavia kuvioita verrattuna kaikkiin muihin sormiin (n=141, x²(1)=34,22***). Kun etusormi jätettiin pois analyysista, ero peukalon ja nimettömän sekä keski- ja pikkusormen välillä oli tilastollisesti merkitsevä (N=141, x²(1)=6,53*), siten että peukalossa ja nimettömässä esiintyi keski- ja pikkusormea enemmän symmetrisiä kuvioita.
Koska etusormessa esiintyi odotettua enemmän symmetrisiä kuvioita, testasimme myös radial loop-kuvion esiintyvyyden etusormessa verrattuna muihin sormiin. Odotetusti epäsymmetrisen radial loop-kuvion esiintyvyys etusormessa oli suurempi kuin muissa sormissa (n=141, x²(1)=73,86***).
Symmetristen ja epäsymmetristen kuvioiden määrissä oikean ja vasemman käden välillä ei ollut eroa (n=141, x²(1)=0,48).
Sen selvittämiseksi, oliko sormenjälkien määritys yhtä luotettava eri sormien kuvioiden kohdalla, testasimme alkuperäisellä, kaikki yksilöt käsittävällä aineistolla, erosiko määrittämättä jääneiden kuvioiden osuus vasemman ja oikean käden eri sormien kohdalla toisistaan. Vaikka määrällisesti eniten määrittämättä jääneitä kuvioita oli vasemman käden nimettömässä ja pikkusormessa, ero muihin sormiin ei ollut tilastollisesti merkitsevä (n=180, x²(4)=2,77).
Tarkastelu
Aineistosta saadut tulokset eivät täysin vastaa yleistä käsitystä sormenjälkikuvioiden jakautumisesta sormien välillä. Artikkelien perusteella symmetristen whorl- ja arch-kuvioiden pitäisi esiintyä muita useammin peukalossa ja nimettömässä. Vasta kun analyysistä suljettiin pois etusormien kuviot, saatiin odotettu tulos. Epäsymmetrisen radial loop-kuvion osalta tulokset olivat kuitenkin yhtäpitäviä taustatietojen kanssa.
Yllättävä tulos johtui todennäköisesti aineiston pienuudesta. Pienessä aineistossa sattuman vaikutus otokseen tulevien arvojen jakaumaan on suuri. Vaikka tilastollisesti ja kehitysopillisesti nimettömään ja peukaloon pitäisi kehittyä symmetrinen kuvio, epäsymmetristen kuvioiden esiintyminen näissä sormissa ei ole mitenkään poikkeavaa. Olisi kuitenkin mielenkiintoista tutkia, korreloiko symmetrian esiintyminen sormenjäljissä yksilön muun symmetrisyyden kanssa.
Jonkin verran tulokseen on saattanut vaikuttaa myös se, että kuvioita on ollut määrittämässä useita eri henkilöitä. Sormenjälkikuviot eivät aina ole helppoja määrittää. Esim. loop-kuviot joissa on vähän uurteita, ovat huonolaatuisissa jäljissä helposti tulkittavissa arch-kuvioiksi. Eri ihmiset hahmottavat kuvioita eri tavoin. Mahdolliset tulkintavirheet eivät siksi ole välttämättä samansuuntaisia läpi koko aineiston.
Tuloksiin on saattanut vaikuttaa myös sormenjälkien tulkittavuuden vaihtelut eri sormien välillä. Pyrimme tutkimaan tätä analysoimalla kokonaan määrittämättä jätettyjen kuvioiden osuuksien vaihteluja sormien välillä. Anatomiasta johtuen helpoimmin selvän jäljen sai peukaloista. Hankalimpia sormia kuvioiden ottamisen kannalta olivat pikkusormet. Vaikka määrittämättä jätettyjen sormien osuudet eivät suoraan kerrokaan määritettyjen sormenjälkien laadusta, voidaan ajatella, että todennäköisesti huonolaatuisia jälkien määrä korreloi määrittämättä jätettyjen jälkien kanssa. Tämän aineiston perusteella ei voida sanoa mitään varmaa tulkintavirheistä ja niiden suunnasta eri sormissa, mutta määrittämättömistä jäljistä eri sormien välillä tehdyn testin tulos ei viittaa siihen, että eri sormien välillä olisi suuria eroja kuviojälkien luettavuudessa.
Valitun testin oletukset eivät kaikilta osin täyttyneet. Khiin neliötestissä havaintojen tulee olla toisistaan riippumattomia. Todellisuudessa saman yksilön sormet ovat kuitenkin toisintoja samasta genotyypistä, eivätkä siten ole kehittyneet toisistaan riippumattomasti.
Lähteet
Kücken, M., Newell, A. Fingerprint formation. Journal of Theoretical Biology 2005; 235: 71-83.
Matsuyama, N., Ito, Y. The Frequency of Fingerprint Type in Parents of Children with Trisomy 21 in Japan. Journal of Physiological Antropology 2006; 25: 15-21.
