Comment se forment les empreintes digitales et pourquoi ?

Depuis l’essor de la police scientifique, les empreintes digitales sont bien connues du grand public comme méthode d’identification des individus. N’importe qui sait qu’il faut mettre des gants pour tout délit à commettre, sous peine de se faire choper très rapidement (et encore, je ne parle pas de l’ADN mais ceci est une autre histoire). Mais au fond, qui sait comment elles se forment et pourquoi ? Ont-elles une utilité biologique ou sont-elles juste le fruit du hasard ?

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Définition

Le corps humain présente plusieurs zones où se trouvent des crêtes papillaires (sorte de sillons en relief) : la paume des mains, les doigts et la plante des pieds. Comme elles sont en relief, elles peuvent laisser des marques sur les supports. On parle alors de traces ou d’empreintes, deux termes qui n’ont pas la même signification pour les policiers scientifiques. En effet :

  • La trace est la marque, visible ou invisible, laissée par les crêtes papillaires sur un support. Lorsqu’un malfaiteur manipule un objet sur les lieux d’un délit ou d’un crime, il peut laisser des traces digitales (doigts) ou palmaires (paumes).
  • L’empreinte est le résultat de l’apposition complète des crêtes papillaires après encrage de celles-ci. Les empreintes d’un suspect sont prélevées lors des opérations de signalisation effectuées dans les locaux de police.

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Caractéristiques

Les crêtes papillaires ne sont pas l’apanage de l’être humain. D’autres espèces présentent également cette particularité comme les koalas et les orangs-outans. Je n’ai pas réussi à savoir si elles concernaient l’ensemble des grands singes ou pas.

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Les empreintes digitales de l’homme (à droite) et du koala (à gauche). Vues au microscope montrant les crêtes papillaires, les sillons et les pores – Source

Bref, les crêtes papillaires sont localisées sur l’épiderme, couche extérieure de la peau. Elles sont en réalité l’exacte projection des dessins présents en profondeur, sur le derme. Les crêtes sont entourées par des papilles (d’où le nom « papillaire »), elles-mêmes reliées à des terminaisons nerveuses qui nous procurent le sens du toucher. Entre les crêtes se trouvent les sillons (creux). Cette alternance de crêtes et de sillon forme  les dessins papillaires. Au centre des crêtes, nous pouvons distinguer des points noirs qui correspondent à des pores. Sans elles, pas d’évacuation de la transpiration.

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Source

Les crêtes papillaires ont trois caractéristiques principales :

  • Elles sont individuelles et uniques. Même les vrais jumeaux ont des empreintes digitales différentes.
  • Elles sont immuables. Elles ne changent pas depuis leur formation pendant la vie intra-utérine jusqu’à leur destruction lors de la putréfaction du corps (ah la poésie…).
  • Elles sont inaltérables. Comme elles prennent leur origine dans les couches profondes du derme, elles peuvent se reconstituer après une destruction superficielle de l’épiderme. Mais en cas de brûlure ou autre destruction plus profonde, les crêtes papillaires peuvent être endommagées, voire détruites.

Formation

La « découpe » des mains et des pieds s’effectue dès la 5e et 6e semaine de grossesse. Des coussinets apparaissent sur les paumes des mains et les extrémités des doigts. Ensuite, les lignes papillaires se forment dans le derme vers la 10e semaine, sous forme d’une prolifération de cellules. Arrivée à la 16e semaine environ, la phase de développement du derme est terminée et le dessin digital est complètement visible  à la surface de la peau. Les membres continuent à se développer tandis que les coussinets, présents sur les paumes et les extrémités des doigts, régressent. Les lignes papillaires n’apparaissent en surface qu’à partir de la 17e semaine. A ce moment, le relief du derme coïncide avec les sillons de l’épiderme. Et enfin, dès la 25e semaine, le dessin papillaire a sa morphologie finale, celle qui restera jusqu’à la destruction de la peau.

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Empreintes en cours de formation (vie fœtale)
Christophe Champod et al. « Fingerprints and other ridge skin impressions, » CRC Press, 2004.
Source

La variété des dessins papillaires est due à des nombreux facteurs à la fois génétiques (morphologie de l’ossature, vitesse de développement des crêtes, taille et la forme des coussinets, courbure de la peau…) et environnementaux (alimentation et mouvements du fœtus, différence de pression dans le liquide amniotique, pression sanguine, pression sur leur doigt… ). Ceci explique pourquoi même deux vrais jumeaux auront des dessins papillaires proches mais pas identiques du fait de l’influence de l’environnement. Ceci explique également que les crêtes papillaires soient uniques à chaque individu. La probabilité que deux personnes aient les mêmes empreintes digitales est d’une chance sur 64 milliards, d’où leur utilisation depuis le 19e siècle comme moyen d’identification des individus.

Utilité biologique

Là, les données concernant leur rôle biologique sont plus floues. Certains y voient comme une conséquence d’un phénomène physique. Au bout des doigts de l’embryon, l’épiderme présente une surface trop importante par rapport à leur volume et a donc tendance à se « froisser ». Mouais, cette explication me semble un peu simpliste mais pourquoi pas.

Pour d’autres, les crêtes papillaires joueraient un rôle d’adhérence. Autrement dit, elles faciliteraient la préhension des objets grâce à une surface plus grande de la peau au niveau du bout des doigts via les sillons. L’explication là encore, paraît plausible mais faute de source fiable, je ne peux en dire plus et donc ni confirmer ou infirmer.

Une troisième hypothèse semble sortir du lot et avoir bénéficié d’études plus approfondies. Lorsque nous passons nos doigts sur un objet, nos crêtes papillaires créent des vibrations qui envoient un signal à des cellules nerveuses spécifiques et situées dans le derme, « les cellules mécano-réceptrices« . Ces dernières nous permettent de ressentir la différence de pression quand, par exemple, un objet nous glisse des mains. Ainsi, le rôle des empreintes dans ce processus serait d’amplifier certaines des vibrations et donc d’obtenir une grande finesse de perception tactile aussi bien pour la texture que l’aspérité des objets.

La longueur de cet article suit l’état actuel de nos connaissances sur les empreintes digitales. Nous en savons plus sur leur formation que sur leur rôle biologique. Au fond, comme bien souvent en sciences, il se peut que la première et la troisième explication soient les bonnes. Peut-être que les crêtes papillaires se forment sans raison particulière, sous l’effet du hasard. Puis que ces structures en relief finissent par affiner la perception tactile des doigts. Ou comment la culotte ne serait jamais apparue si nous avions des sillons fessiers (je ne parle pas de la raie principale) !

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Texte : Sirtin du blog Sirtin Science
Illustration : Stéphanie Dubut – Stef Comics

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