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मानव उंगलियों पर एपिडर्मल लकीरें (जो उंगलियों के निशान पैदा करती हैं) का क्या कार्य है?

मानव उंगलियों पर एपिडर्मल लकीरें (जो उंगलियों के निशान पैदा करती हैं) का क्या कार्य है?


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मानव उंगलियों पर एपिडर्मल या केशिका लकीरों द्वारा क्या कार्य किया जाता है, माना जाता है कि अद्वितीय छापों को उंगलियों के निशान के रूप में जाना जाता है?


मुझे कई प्रशंसनीय दावे मिले कि उंगलियों के निशान घर्षण को बढ़ाते हैं। हालांकि, निम्नलिखित लेख का दावा है, कम से कम उनकी प्रयोगात्मक परिस्थितियों में, कि उंगलियों के निशान वास्तव में संपर्क क्षेत्र को कम करके चिकनी सतहों के साथ घर्षण को कम करते हैं।

फ़िंगरप्रिंट से प्राइमेट फ़िंगरपैड के घर्षण को बढ़ाने की संभावना नहीं है।

आम तौर पर यह माना जाता है कि उंगलियों के निशान प्राइमेट्स की पकड़ में सुधार करते हैं, लेकिन उनके काटने की दक्षता त्वचा द्वारा प्रदर्शित घर्षण व्यवहार के प्रकार पर निर्भर करेगी। कठोर सामग्री के लिए घर्षण बढ़ाने में पुल प्रभावी होंगे, लेकिन रबड़ की सामग्री में वे घर्षण को कम कर देंगे क्योंकि वे संपर्क क्षेत्र को कम कर देंगे। इस अध्ययन में हमने एक संशोधित सार्वभौमिक यांत्रिक परीक्षण मशीन का उपयोग करके सूखे ऐक्रेलिक ग्लास पर मानव उंगलियों के घर्षण प्रदर्शन की जांच की, संपर्क क्षेत्र को मापने के दौरान सामान्य भार की एक सीमा पर घर्षण को मापना। सामान्य बल और संपर्क क्षेत्र के प्रभावों को अलग करने के लिए अलग-अलग उंगलियों, विभिन्न कोणों पर और ऐक्रेलिक शीट की विभिन्न चौड़ाई के खिलाफ परीक्षण किए गए। परिणामों से पता चला कि उंगलियों ने कठोर ठोस पदार्थों की तुलना में घिसने की तरह अधिक व्यवहार किया; घर्षण के उनके गुणांक उच्च सामान्य बलों पर गिर गए और घर्षण अधिक था जब उंगलियों को व्यापक चादरों के खिलाफ चापलूसी की जाती थी और इसलिए जब संपर्क क्षेत्र अधिक होता था। उच्च दबाव पर कतरनी तनाव अधिक था, जो त्वचा और सतह के बीच एक बायोफिल्म की उपस्थिति का सुझाव देता था। फ़िंगरप्रिंट ने सपाट त्वचा की तुलना में संपर्क क्षेत्र को एक तिहाई कम कर दिया, हालांकि, जिससे घर्षण कम हो जाता; यह उनके कथित घर्षण कार्य पर गंभीर संदेह पैदा करता है।

उस ने कहा, लेखक बाद में किसी न किसी या गीली सतहों को पकड़ने में उनकी संभावित भूमिका पर चर्चा करता है:

तो हमारे पास उंगलियों के निशान क्यों हैं? एक संभावना यह है कि वे सपाट त्वचा की तुलना में खुरदरी सतहों पर घर्षण बढ़ाते हैं, क्योंकि लकीरें ऐसी सतहों के गड्ढों में प्रोजेक्ट करती हैं और एक उच्च संपर्क क्षेत्र प्रदान करती हैं। इस संभावना का परीक्षण करने के लिए विषम ज्ञात खुरदरापन की सामग्री पर प्रयोग की आवश्यकता है।

दूसरी संभावना यह है कि वे पानी के बहाव की सुविधा प्रदान करते हैं जैसे कार के टायर का चलना या पेड़ के मेंढकों के पैरों में खांचे (फेडरले एट अल।, 2006), ताकि वे गीली सतहों पर पकड़ में सुधार कर सकें। यद्यपि इस बात के प्रमाण हैं कि घर्षण उच्च स्तर की नमी के साथ लेपित उंगलियों पर पड़ता है (आंद्रे एट अल।, 2008) यह संभव है कि यह चापलूसी वाली त्वचा की तुलना में उंगलियों पर कम जल्दी गिरता है। एक बार फिर, उपयुक्त प्रयोग इस विचार का परीक्षण कर सकते हैं।


इस विचार पर अधिक सहमति प्रतीत होती है कि उंगलियों के निशान स्पर्श संवेदना के लिए उपयोगी होते हैं। निम्नलिखित कुछ लेख हैं जो इस पर चर्चा करते हैं।

बनावट वाली सतहों के स्पर्शपूर्ण अन्वेषण के दौरान त्वचा के कंपन पर उंगलियों के निशान के उन्मुखीकरण का प्रभाव।

मनुष्यों में, उँगलियों से सतह को स्कैन करते समय त्वचा के कंपन द्वारा महीन बनावट की स्पर्शनीय धारणा की मध्यस्थता की जाती है। ये कंपन त्वचा की सतह से लगभग 2 मिमी नीचे स्थित विशिष्ट मैकेनोरिसेप्टर, पैसिनियन कॉर्पसक्यूल्स (पीसी) द्वारा एन्कोडेड होते हैं। हाल के एक लेख में, हमने एक बायोमिमेटिक सेंसर का उपयोग करते हुए प्रयोग किए जो यह सुझाव देते हैं कि उंगलियों के निशान (एपिडर्मल लकीरें) चमड़े के नीचे के तनाव कंपन को इस तरह से आकार देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं जो पीसी चैनल द्वारा उनके प्रसंस्करण की सुविधा प्रदान करता है। यहां हम बनावट वाली सतह पर एक वास्तविक उंगलियों को स्कैन करके प्रेरित फ़िंगरपैड/सब्सट्रेट घर्षण बल के मॉड्यूलेशन को सीधे रिकॉर्ड करके इस परिकल्पना का परीक्षण करते हैं। जब उंगलियों के निशान स्कैनिंग दिशा के लंबवत होते हैं, तो इन मॉड्यूलेशन का स्पेक्ट्रम आवृत्ति v/λ के आसपास एक स्पष्ट अधिकतम दिखाता है, जहां v स्कैनिंग वेग और λ फिंगरप्रिंट अवधि है। यह सरल बायोमेकेनिकल परिणाम मानव स्पर्श के लिए हमारी पिछली खोज की प्रासंगिकता की पुष्टि करता है।

एक बायोमिमेटिक सेंसर के साथ जांच की जाने वाली स्पर्श संबंधी जानकारी की कोडिंग में उंगलियों के निशान की भूमिका।

मनुष्यों में, ठीक बनावट (स्थानिक पैमाने <200 माइक्रोमीटर) की स्पर्श संबंधी धारणा को त्वचा के कंपन द्वारा मध्यस्थ किया जाता है क्योंकि उंगली सतह को स्कैन करती है। बनावट विशेषताओं और चमड़े के नीचे के कंपन के बीच संबंध स्थापित करने के लिए, एक बायोमिमेटिक स्पर्श संवेदक डिजाइन किया गया है जिसका आयाम उंगलियों से मेल खाता है। जब सेंसर की सतह को उंगलियों के निशान की नकल करने वाली समानांतर लकीरों के साथ प्रतिरूपित किया जाता है, तो बेतरतीब ढंग से बनावट वाले सबस्ट्रेट्स द्वारा प्राप्त कंपन के स्पेक्ट्रम पर स्कैनिंग गति और इंटर्रिज दूरी के अनुपात द्वारा निर्धारित एक आवृत्ति का प्रभुत्व होता है। मानव स्पर्श के लिए, यह आवृत्ति Pacinian afferents की संवेदनशीलता की इष्टतम सीमा के भीतर आती है, जो ठीक बनावट के कोडिंग में मध्यस्थता करती है। इस प्रकार, उंगलियों के निशान वर्णक्रमीय चयन और स्पर्श संबंधी जानकारी का प्रवर्धन कर सकते हैं जो विशिष्ट यांत्रिक रिसेप्टर्स द्वारा इसके प्रसंस्करण की सुविधा प्रदान करते हैं।

यह पत्र उंगलियों के निशान की अण्डाकार प्रकृति के कारण का भी दावा करता है:

मनुष्यों में, उंगलियों के निशान अण्डाकार घुमावों में व्यवस्थित होते हैं ताकि उंगलियों के प्रत्येक क्षेत्र (और इस प्रकार प्रत्येक पीसी) को एक इष्टतम स्कैनिंग अभिविन्यास के साथ निर्दिष्ट किया जा सके।


बहस को संतुलित करने के लिए, एक तटस्थ विकासवादी दृष्टिकोण से...

वहाँ करता है नहीं एक होना चाहिए सीधे एक जीव के व्यक्त फेनोटाइप में एक विशेषता के योगदान के लिए चयनात्मक दबाव।


तीन वैकल्पिक, तटस्थ, स्पष्टीकरण:

  1. "हिच-हाइकर" लक्षण: यह (विशेषता) एक अधिक आवश्यक घटक का उप-उत्पाद हो सकता है जिसका कार्य सीधे अस्तित्व से जुड़ा होता है। उदा. हमारे बाल हैं, और ऐसा होता है कि एक रंग होता है, हमारे बालों के विशिष्ट रंजकता में माना जाने वाला रंग दृढ़ता से नहीं चुना जाता है, एक तरह से (गोरा) या दूसरा (श्यामला), कम से कम महत्वपूर्ण रूप से कार्यात्मक रूप से आवश्यक गुणों के रूप में बाल ही: हमारे पूर्वजों को अच्छा और गर्म रखने के लिए। यह हमें…
  2. पैतृक रूप से विरासत में मिले अवशेष लक्षण: एक बार विकसित होने के बाद, वे "छुटकारा पाने के लिए" एक लंबा विकासवादी समय ले सकते हैं। यह हम लक्षणों के लिए जिम्मेदार है फिर भी फेनोटाइपिक रूप से व्यक्त करें, फिर भी जिसका मूल कार्यात्मक उद्देश्य है अप्रचलित आज। उदाहरण के लिए, कोक्सीक्स और हमारे निष्क्रिय दृश्य संवेदक, स्क्वीड आंखों में एक अधिक इष्टतम डिजाइन पाया जाता है: अंधे धब्बे से बचने के लिए रेटिना कांच के अंतर से आगे होना चाहिए, एक "गड़बड़" केवल हम खसरा स्तनधारी इसका सामना करना होगा। कम से कम हमारे पास एक अच्छा दिमाग है, है ना? उन अजीब, विलुप्त होने-आसन्न, बाघों का हम पर कुछ भी नहीं है। और उन इकिडना के लिए, अभी भी अंडे दे रहे हैं? वह बहुत अंतिम-युग है …
  3. तटस्थ विकासवादी शासन: उत्परिवर्तन जिनके वंशानुक्रम पैटर्न आनुवंशिक बहाव (विकी) के रूप में जाने जाने वाले बल द्वारा बहुत अधिक संचालित होते हैं। लम्बी कहानी…

साइड नोट

मेरी राय में, एक सबसे उल्लेखनीय विशेषता अंधी गुफा मछली में पाई जाती है। जब यह देख नहीं सकती तो इस मछली की आंखें क्यों होती हैं?

एक अनुमान करें: ऊपर सूचीबद्ध उत्तरों में से कौन सा उत्तर सत्य है: 1., 2. या 3.?


संबंधित विषय:


संपादित करें / एस:

  • 2017-03-17: सुधार (कुडोस एलिसडी): मैंने स्तनधारी आंखों के उदाहरण के बारे में तर्क मिलाया, फ्लोटर्स उप-विशेषता नहीं थे, यह अंधे धब्बे थे। सेफलोपॉड आंखों में कोई अंधा स्थान नहीं।

एपिडर्मिस की परतें

मोटी त्वचा के एपिडर्मिस में पाँच परतें होती हैं। बेसल लैमिना से शुरू होकर उपकला सतह की ओर सतही रूप से यात्रा करते हुए, हम स्ट्रेटम बेसल, स्ट्रेटम स्पिनोसम, स्ट्रेटम ग्रैनुलोसम, स्ट्रेटम ल्यूसिडम और स्ट्रेटम कॉर्नियम पाते हैं। चित्र 2 का संदर्भ लें क्योंकि हम मोटी त्वचा के एक भाग में परतों का वर्णन करते हैं।

स्ट्रैटम बेसल

सबसे गहरी एपिडर्मल परत स्ट्रेटम बेसल या स्ट्रेटम जर्मिनेटिवम है। कोशिकाओं की यह एकल परत बेसल लैमिना से मजबूती से जुड़ी होती है, जो एपिडर्मिस को आसन्न डर्मिस के ढीले संयोजी ऊतक से अलग करती है। बड़े स्टेम सेल, जिन्हें बेसल सेल कहा जाता है, स्ट्रेटम बेसल पर हावी होते हैं। चूंकि बेसल कोशिकाएं माइटोसिस से गुजरती हैं, नए केराटिनोसाइट्स बनते हैं और एपिडर्मिस की अधिक सतही परतों में चले जाते हैं। कोशिकाओं का यह ऊपर की ओर प्रवास अधिक सतही केराटिनोसाइट्स की जगह लेता है जो उपकला सतह पर बहाए जाते हैं।

त्वचा के भूरे रंग के टोन वर्णक-उत्पादक कोशिकाओं से उत्पन्न होते हैं जिन्हें मेलानोसाइट्स कहा जाता है। मेलानोसाइट्स स्ट्रेटम बेसल की बेसल कोशिकाओं के बीच बिखरे हुए हैं। उनके पास कई साइटोप्लाज्मिक प्रक्रियाएं होती हैं जो इस परत में बेसल कोशिकाओं में और अधिक सतही परतों के केराटिनोसाइट्स में मेलेनिन-एक काले, पीले-भूरे या भूरे रंग के रंगद्रव्य को इंजेक्ट करती हैं। जांच किए गए क्षेत्र के आधार पर मेलानोसाइट्स का स्टेम सेल में अनुपात 1:4 और 1:20 के बीच होता है। मेलानोसाइट्स गाल, माथे, निपल्स और जननांग क्षेत्र में सबसे प्रचुर मात्रा में होते हैं।

त्वचा के रंग में अंतर मेलानोसाइट गतिविधि के अलग-अलग स्तरों से होता है, मेलानोसाइट्स की अलग-अलग संख्या नहीं। ऐल्बिनिज़म एक विरासत में मिला विकार है जिसकी विशेषता मेलेनिन उत्पादन की कमी वाले व्यक्तियों में होती है, इस स्थिति में मेलेनोसाइट्स का सामान्य वितरण होता है, लेकिन कोशिकाएं मेलेनिन का उत्पादन नहीं कर सकती हैं। यह 10,000 में लगभग एक व्यक्ति को प्रभावित करता है।

त्वचा की सतह जिनमें बालों की कमी होती है, उनमें विशेष उपकला कोशिकाएं होती हैं जिन्हें मर्केल कोशिकाओं (स्पर्शीय कोशिकाओं) के रूप में जाना जाता है। ये कोशिकाएँ स्ट्रेटम बेसल की कोशिकाओं के बीच पाई जाती हैं और त्वचा में सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में होती हैं जहाँ संवेदी धारणा सबसे तीव्र होती है, जैसे कि उँगलियाँ और होंठ। मर्केल कोशिकाएं स्पर्श करने के लिए संवेदनशील होती हैं और जब संकुचित होती हैं, तो ऐसे रसायन छोड़ती हैं जो संवेदी तंत्रिका अंत को उत्तेजित करते हैं, त्वचा को छूने वाली वस्तुओं के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। कई अन्य प्रकार के स्पर्श रिसेप्टर्स हैं,
लेकिन वे त्वचा में स्थित हैं और बाद के वर्गों में पेश किए जाएंगे।

स्ट्रैटम स्पिनोसम

हर बार एक बेसल कोशिका विभाजित होती है, बेटी कोशिकाओं में से एक को अगली, अधिक सतही परत, स्ट्रेटम स्पिनोसम में धकेल दिया जाता है। स्ट्रेटम स्पिनोसम कई कोशिकाएँ मोटी होती हैं। स्ट्रेटम स्पिनोसम में प्रत्येक केराटिनोसाइट में प्रोटीन फिलामेंट्स के बंडल होते हैं जो कोशिका के एक तरफ से दूसरे तक फैले होते हैं। ये बंडल, जिन्हें टोनोफिब्रिल्स कहा जाता है, एक डेसमोसोम (मैक्युला एडहेरेन्स) पर शुरू और समाप्त होता है जो केराटिनोसाइट को अपने पड़ोसियों से जोड़ता है। टोनोफिब्रिल्स क्रॉस ब्रेसिज़ के रूप में कार्य करते हैं, सेल जंक्शनों को मजबूत और समर्थन करते हैं। डेसमोसोम और टोनोफिब्रिल्स का यह इंटरलॉकिंग नेटवर्क स्ट्रैटम स्पिनोसम में सभी कोशिकाओं को एक साथ जोड़ता है।

स्ट्रेटम स्पिनोसम के भीतर सबसे गहरी कोशिकाएं माइटोटिक रूप से सक्रिय होती हैं और विभाजित होती रहती हैं, जिससे उपकला मोटी हो जाती है। इस परत में मेलानोसाइट्स आम हैं, जैसे लैंगरहैंस कोशिकाएं (जिसे डेंड्रिटिक कोशिकाएं भी कहा जाता है)। लैंगरहैंस कोशिकाएं, जो एपिडर्मिस में कोशिकाओं के 3-8 प्रतिशत के लिए होती हैं, स्ट्रैटम स्पिनोसम के सतही हिस्से में सबसे आम हैं। ये कोशिकाएं एपिडर्मल कैंसर कोशिकाओं और रोगजनकों के खिलाफ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं जो एपिडर्मिस की सतही परतों में प्रवेश कर चुके हैं।

कणिका परत

स्ट्रैटम स्पिनोसम के लिए सतही स्ट्रेटम ग्रैनुलोसम (दानेदार परत) है। यह एपिडर्मिस की सबसे सतही परत है जिसमें सभी कोशिकाओं में अभी भी एक नाभिक होता है। स्ट्रेटम ग्रैनुलोसम में केराटिनोसाइट्स होते हैं जो स्ट्रेटम स्पिनोसम से बाहर चले गए हैं। जब तक कोशिकाएं इस परत तक पहुंचती हैं, तब तक वे बड़ी मात्रा में प्रोटीन केराटोहयालिन और केराटिन का निर्माण शुरू कर देती हैं। Keratohyalin इलेक्ट्रॉन घने keratohyalin कणिकाओं में जम जाता है। ये कणिकाएं एक इंट्रासेल्युलर मैट्रिक्स बनाती हैं जो केराटिन फिलामेंट्स को घेरे रहती हैं। इस परत की कोशिकाओं में झिल्ली से बंधे दाने भी होते हैं जो एक्सोसाइटोसिस द्वारा अपनी सामग्री को छोड़ते हैं, जो एक लिपिड-समृद्ध पदार्थ की चादरें बनाता है जो स्ट्रेटम ग्रैनुलोसम की कोशिकाओं को कोट करना शुरू कर देता है। अधिक सतही परतों में, यह पदार्थ कोशिकाओं के चारों ओर एक पूर्ण जल प्रतिरोधी परत बनाता है जो एपिडर्मिस की रक्षा करता है, लेकिन कोशिकाओं में और बाहर पोषक तत्वों और कचरे के प्रसार को भी रोकता है। नतीजतन, एपिडर्मिस की अधिक सतही परतों में कोशिकाएं मर जाती हैं।

पर्यावरणीय कारक अक्सर उस दर को प्रभावित करते हैं जिस पर केराटिनोसाइट्स केराटोहयालिन और केराटिन को संश्लेषित करते हैं। उदाहरण के लिए, त्वचा के खिलाफ बढ़ा हुआ घर्षण, बढ़े हुए संश्लेषण को उत्तेजित करता है, त्वचा को मोटा करता है और एक कैलस (जिसे क्लैवस भी कहा जाता है) बनाता है।

मनुष्यों में, केराटिन बालों और नाखूनों का मूल संरचनात्मक घटक बनाता है। हालांकि, यह एक बहुत ही बहुमुखी सामग्री है, और यह कुत्तों और बिल्लियों के पंजे, मवेशियों और गैंडों के सींग, पक्षियों के पंख, सांपों के तराजू, व्हेल की बेलन और कई अन्य दिलचस्प एपिडर्मल संरचनाओं का निर्माण करती है। .

स्ट्रैटम ल्यूसिडम

स्ट्रेटम ल्यूसिडम स्ट्रेटम ग्रैनुलोसम के लिए एक पतला क्षेत्र है, जो केवल मोटी त्वचा में देखा जाता है। यहां, केराटिनोसाइट्स एलीडिन नामक एक स्पष्ट प्रोटीन के साथ घनी रूप से भरे हुए हैं। कोशिकाओं में कोई नाभिक या अन्य अंग नहीं होते हैं। इस क्षेत्र में अस्पष्ट सेल सीमाओं के साथ एक पीला, फीचर रहित उपस्थिति है।

परत corneum

स्ट्रेटम कॉर्नियम मोटी और पतली दोनों तरह की त्वचा की सबसे सतही परत होती है। इसमें चपटी, मृत कोशिकाओं की कई परतें होती हैं जिनमें एक मोटी प्लाज्मा झिल्ली होती है। इन निर्जलित कोशिकाओं में ऑर्गेनेल और एक नाभिक की कमी होती है, लेकिन फिर भी इनमें कई केराटिन तंतु होते हैं। क्योंकि स्ट्रेटम स्पिनोसम में स्थापित अंतर्संबंध बरकरार रहते हैं, इस परत की कोशिकाओं को आमतौर पर अलग-अलग के बजाय बड़े समूहों या चादरों में बहाया जाता है।

एक उपकला जिसमें बड़ी मात्रा में केराटिन होता है उसे केराटिनाइज्ड या कॉर्निफाइड एपिथेलियम कहा जाता है।

आम तौर पर, स्ट्रेटम कॉर्नियम अपेक्षाकृत शुष्क होता है, जो सतह को कई सूक्ष्मजीवों के विकास के लिए अनुपयुक्त बनाता है। इस बाधा के रखरखाव में वसामय और पसीने की ग्रंथियों के स्राव के साथ सतह को कोटिंग करना शामिल है (बाद के खंड में चर्चा की गई)। केराटिनाइजेशन की प्रक्रिया आंखों की पूर्वकाल सतह को छोड़कर उजागर त्वचा की सतहों पर हर जगह होती है। हालांकि स्ट्रेटम कॉर्नियम पानी प्रतिरोधी है, लेकिन यह वाटरप्रूफ नहीं है। अंतरालीय तरल पदार्थों से पानी धीरे-धीरे सतह में प्रवेश करता है और आसपास की हवा में वाष्पित हो जाता है। असंवेदनशील पसीना नामक इस प्रक्रिया में प्रतिदिन लगभग 500 मिली (लगभग 1 पिंट) पानी की हानि होती है।

एक कोशिका को स्ट्रेटम बेसल से स्ट्रेटम कॉर्नियम तक सतही रूप से स्थानांतरित होने में 15-30 दिन लगते हैं। उजागर स्ट्रेटम कॉर्नियम परत में मृत कोशिकाएं आमतौर पर दो सप्ताह तक रहती हैं, इससे पहले कि वे बहा दी जाती हैं या धुल जाती हैं। इस प्रकार, उपकला के गहरे हिस्से - और सभी अंतर्निहित ऊतक - हमेशा मृत, टिकाऊ और खर्च करने योग्य कोशिकाओं से बने अवरोध द्वारा संरक्षित होते हैं।

एक केराटिनोसाइट का जीवन इतिहास

मृत कोशिकाएं त्वचा की सतह से लगातार छिल जाती हैं। चूंकि आप लगातार इन एपिडर्मल कोशिकाओं को खो देते हैं, इसलिए उन्हें लगातार बदला जाना चाहिए। केराटिनोसाइट्स स्ट्रेटम बेसल में स्टेम सेल के माइटोसिस द्वारा एपिडर्मिस में गहराई से निर्मित होते हैं। स्ट्रैटम स्पिनोसम में कुछ गहरे केराटिनोसाइट्स भी विभाजित होते रहते हैं। मिटोसिस को ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की प्रचुर आपूर्ति की आवश्यकता होती है, जिसे ये गहरी कोशिकाएं पास के डर्मिस में रक्त वाहिकाओं से प्राप्त करती हैं।

एक बार जब एपिडर्मल कोशिकाएं डर्मिस से दो या तीन से अधिक कोशिकाओं को स्थानांतरित कर देती हैं, तो उनका माइटोसिस बंद हो जाता है। जैसे ही नए केराटिनोसाइट्स बनते हैं, वे पुराने लोगों को सतह की ओर धकेलते हैं। 30 से 40 दिनों में, एक केराटिनोसाइट सतह पर अपना रास्ता बना लेता है और झड़ जाता है। वृद्धावस्था में यह प्रवास धीमा होता है और घायल या तनावग्रस्त त्वचा में तेज होता है। घायल एपिडर्मिस शरीर में किसी भी अन्य ऊतक की तुलना में अधिक तेजी से पुन: उत्पन्न होता है। शारीरिक श्रम या तंग जूतों से यांत्रिक तनाव केराटिनोसाइट गुणन को तेज करता है और परिणामस्वरूप कॉलस या कॉर्न, हाथों या पैरों पर मृत केराटिनोसाइट्स का मोटा संचय होता है।

चूंकि केराटिनोसाइट्स नीचे विभाजित कोशिकाओं द्वारा ऊपर की ओर धकेले जाते हैं, वे चपटे होते हैं और अधिक केराटिन फिलामेंट्स और लिपिड से भरे झिल्ली-कोटिंग वेसिकल्स का उत्पादन करते हैं। स्ट्रेटम ग्रैनुलोसम में, चार महत्वपूर्ण विकास होते हैं: (1) केराटोहयालिन ग्रैन्यूल्स फिलाग्रेगिन नामक एक प्रोटीन छोड़ते हैं जो साइटोस्केलेटल केराटिन फिलामेंट्स को एक साथ मोटे, सख्त बंडलों में बांधता है। (2) कोशिकाएं प्लाज्मा झिल्ली के ठीक नीचे लिफाफा प्रोटीन की एक सख्त परत का उत्पादन करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप केरातिन बंडलों के आसपास लगभग अविनाशी प्रोटीन थैली होती है। (3) मेम्ब्रेन-कोटिंग वेसिकल्स एक लिपिड मिश्रण छोड़ते हैं जो कोशिका की सतह पर फैल जाता है और इसे वाटरप्रूफ करता है। (4) अंत में, चूंकि ये अवरोध केराटिनोसाइट्स को नीचे से पोषक तत्वों की आपूर्ति से काट देते हैं, उनके अंग खराब हो जाते हैं और कोशिकाएं मर जाती हैं, जिससे केरातिन के मोटे बंडलों को घेरने वाली सख्त जलरोधी थैली रह जाती है। इन प्रक्रियाओं, केराटिनोसाइट्स के बीच तंग जंक्शनों के साथ, एक एपिडर्मल पानी की बाधा उत्पन्न होती है जो शरीर के पानी के प्रतिधारण के लिए महत्वपूर्ण है।

पतली और मोटी त्वचा

अधिकांश शरीर पतली त्वचा से ढका होता है, जिसमें केवल चार परतें होती हैं क्योंकि स्ट्रेटम ल्यूसिडम आमतौर पर अनुपस्थित होता है। पतली त्वचा में, एपिडर्मिस मात्र 0.08 मिमी मोटी होती है और स्ट्रेटम कॉर्नियम केवल कुछ कोशिका परतें गहरी होती हैं। केवल हाथों की हथेलियों और पैरों के तलवों पर पाई जाने वाली मोटी त्वचा में सभी पाँच परतें होती हैं और यह केराटिनाइज़्ड कोशिकाओं की 30 या अधिक परतों से ढकी हो सकती हैं। नतीजतन, इन स्थानों में एपिडर्मिस सामान्य शरीर की सतह को कवर करने वाले एपिडर्मिस की तुलना में छह गुना अधिक मोटा होता है।

त्वचीय कटक

एपिडर्मिस का स्ट्रेटम बेसल त्वचीय लकीरें बनाता है (जिसे घर्षण लकीरें भी कहा जाता है) जो डर्मिस में फैलती हैं, जिससे दोनों क्षेत्रों के बीच संपर्क का क्षेत्र बढ़ जाता है। डर्मिस से एपिडर्मिस की ओर प्रोजेक्शन, जिसे डर्मल पैपिला (एकवचन, पैपिला) कहा जाता है, आसन्न लकीरों के बीच फैलता है (चित्र 1 और 2)।

त्वचा की सतह की आकृति रिज पैटर्न का अनुसरण करती है, जो छोटे शंक्वाकार खूंटे (पतली त्वचा में) से लेकर हथेलियों और तलवों की मोटी त्वचा पर देखे जाने वाले जटिल कोरों तक भिन्न होती है। हथेलियों और तलवों पर लकीरें त्वचा के सतह क्षेत्र को बढ़ाती हैं और घर्षण को बढ़ावा देती हैं, जिससे एक सुरक्षित पकड़ सुनिश्चित होती है। रिज आकार आनुवंशिक रूप से निर्धारित होते हैं: प्रत्येक व्यक्ति के वे अद्वितीय होते हैं और जीवन भर नहीं बदलते हैं। उंगलियों पर रिज पैटर्न इसलिए व्यक्तियों की पहचान कर सकते हैं।


उंगलियों के निशान के गठन पर आनुवंशिकी के प्रभाव के बारे में अधिक जानने के लिए:

कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा से यूसीएसबी साइंस लाइन उंगलियों के निशान कैसे बनते हैं, इस बारे में जानकारी प्रदान करती है।

मैड साइंस नेटवर्क उंगलियों के निशान से संबंधित कई प्रश्नोत्तर प्रदान करता है, जिसमें आनुवंशिकी और डर्माटोग्लिफ्स का विकास शामिल है। प्रश्न छात्रों द्वारा पूछे गए और वैज्ञानिकों द्वारा उत्तर दिए गए।

वाशिंगटन स्टेट ट्विन रजिस्ट्री में एक जैसे जुड़वा बच्चों के उंगलियों के निशान के बारे में अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न होते हैं।

OMIM.org डर्माटोग्लिफ्स और एडर्माटोग्लिफिया के बारे में अधिक विस्तृत आनुवंशिक जानकारी प्रदान करता है।


मेर्केल कोशिकाएं और घर्षण रिज त्वचा की व्यक्तित्व

उस तंत्र के लिए अभी तक कोई निश्चित सिद्धांत नहीं है जिसके द्वारा उंगलियों, हथेलियों और तलवों पर एपिडर्मल लकीरों का पैटर्न घर्षण रिज त्वचा (FRS) पैटर्न बनाता है। लंबे समय से भ्रूण के एपिडर्मिस में वृद्धि बलों को एफआरएस गठन में शामिल माना जाता रहा है। हाल के साक्ष्यों से पता चलता है कि इस प्रक्रिया में मर्केल कोशिकाएं भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। यहां हम एफआरएस पैटर्न के निर्माण के लिए एक मॉडल का सुझाव देते हैं जो मर्केल कोशिकाओं को एपिडर्मल तनाव वितरण से जोड़ता है। मर्केल कोशिकाओं को एक एजेंट आधारित मॉडल में एजेंटों के रूप में तैयार किया जाता है जो अनिसोट्रोपिक रूप से आगे बढ़ते हैं जहां एपिडर्मल तनाव टेंसर द्वारा अनिसोट्रॉपी बनाई जाती है। नतीजतन, रिज पैटर्न पैटर्न दोषों के साथ बनाए जाते हैं क्योंकि वे वास्तविक एफआरएस पैटर्न में होते हैं। परिणामस्वरूप हम सुझाव देते हैं कि एफआरएस पैटर्न की टोपोलॉजी वास्तव में अद्वितीय क्यों है क्योंकि पैटर्न दोषों की व्यवस्था मेर्केल कोशिकाओं के प्रारंभिक विन्यास के प्रति संवेदनशील है।

हाइलाइट

एजेंट-आधारित मॉडल का उपयोग करके एपिडर्मल रिज पैटर्न के गठन के लिए मॉडल। मॉडल मैर्केल कोशिकाओं पर आधुनिक ज्ञान के साथ शास्त्रीय फिंगरप्रिंट साहित्य को जोड़ता है। एजेंट मर्केल कोशिकाएं हैं जो अनिसोट्रोपिक तनाव क्षेत्र में परस्पर क्रिया करती हैं। पैटर्न दोष प्रारंभिक यादृच्छिक मेर्केल सेल वितरण के प्रति संवेदनशील होते हैं।


फिंगरप्रिंट पहचान

जांचकर्ताओं द्वारा अपराध स्थल पर पाउडर छिड़कने या किसी रसायन को लगाने के बाद प्राप्त उंगलियों के निशान गुप्त उंगलियों के निशान कहलाते हैं। उंगलियों के पैटर्न और सतह के बीच आने वाले त्वचा से पसीने और तेल के संयोजन से निर्मित, इनका उपयोग अक्सर अपराध के अपराधी की पहचान करने के लिए किया जाता है।

हालांकि, हॉलीवुड में अक्सर जो दिखाया जाता है, उसके विपरीत, अव्यक्त उंगलियों के निशान के सबूत फुलप्रूफ नहीं होते हैं, और कई कारक गलत पहचान में योगदान कर सकते हैं। सबसे पहले, कोई भी दो उंगलियों के निशान या छाप कभी भी एक जैसे नहीं होते हैं। दूसरा, अपराध स्थल पर एकत्र किए गए गुप्त अंगुलियों के निशान अक्सर सही नहीं होते हैं, और अक्सर या तो आंशिक, धुंधले या गंदे प्रिंट होते हैं। तीसरा, किसी बिंदु पर, लोग इस प्रक्रिया में शामिल होते हैं, जो अनिवार्य रूप से इसे मानवीय त्रुटि के लिए खुला छोड़ देता है।

नतीजतन, फिंगरप्रिंट पहचान इसके विरोधियों के बिना नहीं है। वास्तव में, 2011 के एक अध्ययन में 169 गुप्त प्रिंट परीक्षकों को शामिल किया गया था, जिन्हें 744 के एक पूल में से 100 जोड़े उंगलियों के निशान की पहचान करने के लिए कहा गया था, उन पहचानों में से 0.1% झूठी सकारात्मक थीं - जिसका अर्थ है कि एक व्यक्ति की पहचान उस समय की गई जब उसने प्रिंट किया था। थान’t.

हालांकि यह एक छोटा सा प्रतिशत है, जब आप मानते हैं कि 2013 में एफबीआई को 60 मिलियन से अधिक दसप्रिंट सबमिशन प्राप्त हुए, 0.1% त्रुटि दर पर, 60,000 झूठे सकारात्मक मिलान किए जा सकते थे (हालांकि, संभवतः, 10 प्रिंटों से मेल खाने के लिए) जैसा कि अध्ययन में 2 के विपरीत सटीकता में वृद्धि होगी)।

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यह सब प्रकट करने के लिए एक स्पर्श

वैज्ञानिकों ने छह पुरुष स्वयंसेवकों को कांच छूने को कहा। आसान लगता है ना? ठीक है, लेकिन प्रणाली काफी जटिल है। क्लोज-अप लेजर इमेजिंग के माध्यम से यह देखा गया कि लकीरें घर्षण को बढ़ाने और उंगली और कांच के बीच पकड़ को मजबूत करने के लिए अतिरिक्त नमी जारी करती हैं।

हालांकि, अगर अतिरिक्त नमी छोड़ी गई थी, तो पसीने के छिद्र अवरुद्ध हो गए थे और अतिरिक्त नमी को हटाने के लिए त्वरित वाष्पीकरण हुआ था! यह स्वेट चैनल ब्लॉकिंग और वाष्पीकरण तकनीक से पता चलता है कि जहां हम अपनी उंगलियों के निशान छोड़ते हैं, वहां सावधान रहने के अलावा, यह विकासवादी प्राणियों के रूप में भी हमारी सफलता का संकेत देता है।

जब ठोस, चिकनी, अभेद्य वस्तुओं के संपर्क में आते हैं, तो लकीरें पकड़ प्रदान करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। यह नमी विनियमन प्रणाली सूखी या गीली स्थितियों के बावजूद पकड़ का एक विकासवादी लाभ प्रदान करती है। कोई आश्चर्य नहीं कि मनुष्य और प्राइमेट अन्य जानवरों की तुलना में अधिक यात्रा करने में सक्षम थे।

इसका मतलब है कि हमारी उंगलियों के गीले या सूखे को नियंत्रित करने वाला एक बारीक ट्यून वाला सिस्टम है, जो मूल रूप से सेंसर की तरह काम करता है।

हमारी उंगलियां विभिन्न प्रकार की सतहों पर प्रतिक्रिया करती हैं और सेंसर पकड़ को यथासंभव मजबूत बनाते हैं।


उंगलियों के निशान का उद्देश्य सवालों के घेरे में है

हमारी उंगलियों की युक्तियों पर ऊबड़-खाबड़ लकीरें एक विकासवादी रहस्य हैं।

वैज्ञानिकों ने लंबे समय से तर्क दिया है कि उंगलियों के निशान घर्षण पैदा करके मनुष्यों को वस्तुओं को पकड़ने में मदद करते हैं, क्योंकि कुछ प्राइमेट और पेड़ पर चढ़ने वाले कोलों के भी उंगलियों के निशान होते हैं।

लेकिन एक नए अध्ययन में पाया गया कि अगर उंगलियों के निशान लोगों को चीजों को पकड़ने में मदद करते हैं, तो ऐसा इसलिए नहीं है क्योंकि वे अधिक घर्षण पैदा करते हैं।

इंग्लैंड में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक पीटर वार्मन ने अपनी उंगली को घर्षण को मापने वाली मशीन में बांधा, जबकि उनके गुरु रोलैंड एनोस ने ऐक्रेलिक ग्लास का एक टुकड़ा, जिसे पर्सपेक्स कहा जाता है, उंगली के पार सरका दिया। उनके आश्चर्य के लिए, उन्होंने पाया कि चाहे वे गिलास को कितनी भी जोर से खींच लें, घर्षण मुश्किल से ही बढ़ेगा।

इन प्रयोगों में, दो ठोस वस्तुओं के साथ, घर्षण कांच के उंगली पर बल के समानुपाती होना चाहिए, इसलिए वे कांच को जितना जोर से खिसकाते हैं, उतना ही अधिक घर्षण पैदा होना चाहिए। हालाँकि, उंगली सामान्य ठोस की तरह व्यवहार नहीं कर रही थी, यह रबर की तरह व्यवहार कर रही थी।

रबर के साथ, घर्षण दो सतहों के बीच संपर्क क्षेत्र के समानुपाती होता है, न कि वे एक साथ कितनी मेहनत करते हैं। जब शोधकर्ताओं ने अपने प्रयोग में अलग-अलग चौड़ाई की कांच की पट्टियों का इस्तेमाल किया, तो उन्होंने पाया कि चौड़ी पट्टियाँ सबसे अधिक घर्षण पैदा करती हैं।

चूँकि हमारी उँगलियाँ छिल जाती हैं, चिकनी नहीं, जब हम किसी वस्तु को पकड़ते हैं तो वास्तव में हमारी त्वचा के संपर्क में कम होती है, अगर हमारे पास उँगलियों के निशान नहीं होते। एक मजबूत पकड़ बनाने के लिए, हमारी उंगलियों को जितना संभव हो उतना किसी वस्तु को छूना चाहिए।

निष्कर्ष केवल यह दिखाते हैं कि उंगलियों के निशान चिकनी सतहों पर हमारी पकड़ को मजबूत नहीं करते हैं। लेखकों को लगता है कि हमारी उंगलियों के निशान पर लकीरें अभी भी हमारे पूर्वजों को किसी पेड़ पर चढ़ते समय खुरदरी सतहों को पकड़ने में मदद कर सकती हैं। फ़िंगरप्रिंट हमारे फ़िंगरपैड से भी पानी निकाल सकते हैं और बारिश के दौरान सूखी पकड़ बनाए रखने में हमारी मदद कर सकते हैं।

निष्कर्ष 12 जून के अंक में प्रकाशित किए गए हैं प्रायोगिक जीवविज्ञान के जर्नल.


प्रारंभिक जन्मपूर्व वातावरण से जुड़ी एक फिंगरप्रिंट विशेषता

यह लेख एक अमेरिकी सरकार का काम है और जैसे, संयुक्त राज्य अमेरिका में सार्वजनिक डोमेन में है।

सार

उंगलियों के निशान और उंगलियों के रिज काउंट (RCs) में एक महत्वपूर्ण आनुवंशिक घटक होता है। हालांकि, वे प्रारंभिक गर्भावस्था के गैर-आनुवंशिक वातावरण को भी दर्शाते हैं, ऊतक विभेदन और ऑर्गेनोजेनेसिस के लिए एक महत्वपूर्ण समय खिड़की। गर्भधारण के 20वें सप्ताह से पहले उंगलियों के निशान स्थायी रूप से कॉन्फ़िगर किए जाते हैं, और प्रत्येक उंगलियों की आरसी अपने प्रारंभिक भ्रूण वोलर पैड के विकास और प्रतिगमन से संबंधित होती है। भ्रूणीय अंग कली के रोस्ट्रल और दुम के पहलुओं का सोमाइट सेगमेंट और मॉर्फोजेन-एक्टिवेटर कार्यों से अलग-अलग संबंध हैं। इसलिए, हमने अनुमान लगाया कि प्रारंभिक भ्रूण की परिस्थितियाँ अंगूठे (अंक 1) और छोटी उंगली (अंक 5) के बीच आरसी में विपरीतता से जुड़ी होंगी। हमने 1943-1947 के दौरान होने वाले डच शहरी जन्मों के प्रसवपूर्व और प्रसव के रिकॉर्ड के माध्यम से पहचाने गए 658 डच वयस्कों के नमूने के उंगलियों के निशान से आरसी प्राप्त किया, एक ऐतिहासिक युग जिसमें सर्दियों के अकाल के साथ युद्धकालीन व्यवधान शामिल थे। हमने अंक 1 और 5 (Md15) के बीच बाएँ और दाएँ हाथ के RC अंतर के माध्य की गणना की। Md15 में मां के आखिरी मासिक धर्म के कैलेंडर सीजन के संबंध में उतार-चढ़ाव आया, लेकिन केवल तभी जब गर्भधारण युद्धकालीन व्यवधान अंतराल के बाहर हुआ हो। यदि व्यवधान अंतराल के दौरान गर्भधारण हुआ, तो Md15 मौसमी उतार-चढ़ाव स्पष्ट नहीं था। इस खोज से पता चलता है कि माता-पिता के पर्यावरणीय कारक संतानों के उंगलियों के निशान को प्रभावित कर सकते हैं। प्रसवोत्तर जीवन में देखे गए फ़िंगरप्रिंट आरसी अंतर प्रारंभिक प्रसवपूर्व वातावरण से संबंधित चयापचय या शारीरिक प्रोग्रामिंग के अध्ययन में उपयोगी हो सकते हैं। पूर्वाह्न। जे हम। बायोल।, 2008। प्रकाशित 2007 विली-लिस, इंक।


त्वचीय पपीली क्या हैं? (तस्वीरों के साथ)

मानव त्वचा कई परतों से बनी होती है, और सबसे बाहरी परत को एपिडर्मिस कहा जाता है, जो सीधे एक और परत के ऊपर बैठती है जिसे डर्मिस कहा जाता है। त्वचीय पैपिला, जिसे कभी-कभी त्वचीय खूंटे या डीपी कहा जाता है, एपिडर्मिस परत में त्वचीय परत के छोटे उभार होते हैं। डीपी डर्मिस और एपिडर्मिस के बीच चिपकने वाले बंधन को मजबूत करने, त्वचा की इन दो परतों के बीच अलगाव के जोखिम को कम करने और एपिडर्मिस को रक्त प्रवाह प्रदान करने सहित कई कार्य करता है, जिसमें स्वयं की कोई रक्त आपूर्ति नहीं होती है। डर्मिस के माध्यम से त्वचीय पैपिला के माध्यम से एपिडर्मिस में आने वाली नसें भी महत्वपूर्ण संवेदी जानकारी प्रदान करने का कार्य करती हैं, और ये नसें विशेष रूप से दबाव, दर्द, ठंड और गर्मी के प्रति संवेदनशील होती हैं। हाथों और पैरों पर, डीपी का पैटर्न उंगलियों के निशान के रूप में दिखाई देता है, जिसे एपिडर्मल या पैपिलरी रिज के रूप में भी जाना जाता है।

एपिडर्मिस में डर्मिस के प्रत्येक व्यक्तिगत फलाव को त्वचीय पैपिला कहा जाता है। अपने आकार में, एक पैपिला एक उंगली या निप्पल के समान दिखता है, और यह शब्द लैटिन शब्द पपुला से लिया गया है, जिसका अर्थ है दाना। डर्मिस का वह हिस्सा जहां त्वचीय पैपिला स्थित होता है, उसे पैपिलरी डर्मिस या पैपिलरी परत भी कहा जाता है। लगभग 20% डर्मिस इस पैपिलरी परत से बना होता है, जिसमें मुख्य रूप से लोचदार संयोजी ऊतक, रक्त वाहिकाएं, स्पर्श रिसेप्टर्स और तंत्रिका अंत होते हैं।

त्वचीय पैपिला त्वचा की शारीरिक रचना का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। उनमें संवहनी लूप और केशिकाएं होती हैं जो रक्त प्रणाली से ऑक्सीजन और पोषक तत्वों को एपिडर्मिस तक पहुंचाती हैं, साथ ही साथ एपिडर्मल परत से अपशिष्ट उत्पादों को हटाती हैं। एपिडर्मिस मुख्य रूप से एक सुरक्षात्मक, बाहरी परत के रूप में कार्य करता है और इसकी अपनी कोई तंत्रिका कोशिका नहीं होती है, लेकिन त्वचीय पैपिला में विशेष तंत्रिका अंत होते हैं जो बेहद संवेदनशील होते हैं और त्वचा के इस बाहरीतम स्तर से महत्वपूर्ण संवेदी इनपुट प्रदान करते हैं।

त्वचीय पैपिला बालों के रोम के निर्माण में महत्वपूर्ण हैं, और बालों के विकास और झड़ने के चक्र में शामिल हैं। एक बाल कूप एपिडर्मिस में एक इंडेंटेशन है जो एक त्वचीय पैपिला के ठीक ऊपर बैठता है। एक बाल कूप के मामले में, एक त्वचीय पैपिला बालों के मैट्रिक्स से घिरा होता है, जिसमें एपिथेलियल कोशिकाएं होती हैं, और वर्णक-उत्पादक कोशिकाएं होती हैं जो बालों को बनाने में मदद करती हैं और साथ ही साथ जड़ से बाल उगते हैं। एक त्वचीय पैपिला में केशिका रक्त वाहिका तक पहुंच बालों के निर्माण और विकास के लिए महत्वपूर्ण है।


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