匯編|多拉
你就是唯一
——與眾不同的人體“標簽”
匯編|多拉
“罪犯哪里逃?我聞到你身上獨有的氣味啦!”哇,警察叔叔好厲害啊,他們利用最新研發(fā)的電子鼻裝置,只要聞一聞身上的氣味,就可以輕而易舉地確認罪犯的身份,將其緝拿歸案。
不止罪犯的氣味獨一無二,每個人的氣味也是不同的,而且,每個人都是唯一的。就算兩個人看起來很像,也永遠不可能成為一個人,因為人身上的特殊“標簽”如指紋、步態(tài)等如此與眾不同!
DNA的英文名字很簡單,但中文名可長了,叫脫氧核糖核酸,是組成基因的材料。
它的名字雖然有點嚇人,卻被人們形象地稱為“科學福爾摩斯”,因為它能夠讓每個人都與眾不同。
排列不重樣
DNA的基本單位是脫氧核苷酸,它一般由含氮堿基、脫氧核糖和磷酸組成,其中含氮堿基T有三個好朋友——A(adenine)、C(cytosine)、G(guanine),它們都是堿基,但有不同的名字,在基因中要配成一對一對的,如A與T成一對,C和G成一對。
A、T、C、G四種堿基排列的順序不同,所代表的遺傳信息就不同。
身份“鑒定官”
只要排列上有一點不同,就會變成另一種情況,因此不管我們將堿基如何排列,就算排上一百年,也可以不重樣呢。這也正好說明了為什么每個人都存在差異。
據(jù)此,人們從一個人的頭發(fā)、唾液或骨骼等中獲取DNA信息,可以辨明這個人的身份。
俄國十月革命期間,沙皇尼古拉二世和他的家人被處以極刑。行刑隊擊斃他們后,在尸體上潑灑硫酸,然后將其掩埋在一條公路下的淺坑內(nèi)。此后,他們的殘骸一直去向不明。
1991年7月,人們在俄羅斯葉卡特琳堡附近的一座淺墓穴內(nèi)發(fā)現(xiàn)了9具骸骨,猜測這可能就是末代沙皇和他家人的骸骨,但由于骸骨面顱破壞嚴重,常規(guī)面部識別技術(shù)根本無法識別。
于是,俄羅斯聯(lián)邦首席法醫(yī)向英國法庭科學服務(wù)部求助。服務(wù)部的研究人員從每具骨架中鉆取骨粉提取DNA,經(jīng)檢測,確定了9具骸骨主人的身份,他們就是沙皇尼古拉二世和他的家人。
在民事、刑事案件中,DNA的作用也不容小覷,它可以幫助辦案人員準確地確認罪犯身份。因此,許多國家的公安部門啟用了DNA數(shù)據(jù)庫,以提高破案效率。
2010年,廣東省中山市公安局刑警支隊刑事技術(shù)所民警連續(xù)奮戰(zhàn)七天七夜,從案發(fā)現(xiàn)場一處不顯眼的地方檢驗出一名嫌疑人的DNA并直接認定兇手,成功偵破了“2010.1.30民眾三人被殺案”。2011年,他們又利用DNA數(shù)據(jù)庫成功破獲了9宗命案積案。
不變的指紋
也許有一天,你突然有這樣一個想法:要不要隱姓埋名,在世界某個角落靜靜地生活,讓所有人都找不到自己?
在武俠小說里,這也許可以實現(xiàn),但現(xiàn)在,肯定辦不到。因為,找到你如此簡單——你有指紋!
人的指紋
各人有差異
指紋是長在人手指上的細小溝紋和脊紋。當我們在媽媽肚子里發(fā)育到第七周的時候,指紋就開始生長,等到三四個月時,指紋已經(jīng)形成,大小和形狀在很大程度上由自身的基因決定,同時,不可避免地會受到某些微妙因素的影響,比如媽媽子宮壁的壓力等。
我們出生時的指紋并不是指紋的最終版本。在童年時代,手和腳不斷生長,指紋也會有變化,直到14歲左右才逐漸固定下來。
每個人的指紋都是獨一無二的,即使是父母與子女、兄弟姐妹,指紋也不相同。就算是長相相同的雙胞胎,他們的指紋可能會非常相似,但差異還是很大,足以將他們區(qū)別開來。
這些差異包括我們指紋上所謂的螺紋,包括斗和簸箕。手指紋路像樹的年輪一樣一圈一圈閉合成圓的是斗,也稱渦紋,敞開不閉合的是簸箕,也稱為流紋。
很早以前,人們就發(fā)現(xiàn)了指紋因人而異。據(jù)史書記載,西周時期,中國人就已經(jīng)利用指紋來簽文書、立契約了。如今,科學家們已經(jīng)找出150多個特征(根據(jù)指紋凸起的脊線的特征)來辨別不同人的指紋,但兩枚指紋到底要有多少個特征吻合才能判斷是同一個人的呢?
不同的國家要求不同。英國一般要求16個,澳大利亞是12個,印度只需8個,美國和加拿大沒有國家統(tǒng)一標準,不過美國聯(lián)邦調(diào)查局規(guī)定是12個。在我國,只需8個特征吻合即可。
人體標簽
指紋“不死”
你知道嗎?指紋一旦長出來,就會一直陪伴我們,和我們不離不棄,就算人死了,指紋依然還在。想要干掉指紋,更不可能!
不少罪犯為了逃脫警察的追捕,試圖消除指紋。他們使勁干活,如砌磚、洗衣服,或長久地將手浸泡在水中,效果似乎不錯,指紋逐漸淡化,可你以為這就告別或改變指紋了?告訴你,門都沒有!一旦停止做這些事情,指紋就會恢復原樣。
有人用銼子磨平指紋,或者將手指的表皮切除,這可以暫時改變或者消除指紋,但也起不了多大作用。只要皮膚恢復生長,指紋就會重新出現(xiàn),而且還跟原來的一樣。
還有人曾用火燒傷手指或者用酸性物質(zhì)腐蝕指紋,雖然指紋不見了,但這只是暫時性的,用不了多久,指紋又會長回原來的樣子。
另外,有些人用膠水、指甲油潤滑皮膚的辦法試圖改變指紋,最后都以失敗告終。
人都有一張臉,可是,每個人的臉都不一樣。雙胞胎的臉很像,但也不完全一樣,總能找出一些差別。
人的臉五花八門,主要表現(xiàn)為眼睛、鼻子、嘴巴等五官的大小、形狀和位置不一樣。
眼睛
千人千面
每只眼睛的虹膜都是獨一無二的,因此包括英國、美國、加拿大在內(nèi)的幾個國家接受虹膜掃描作為身份證明。但是家庭成員的虹膜的外觀幾乎一樣,那么眼睛如何能成為一個人獨一無二的身份標簽?zāi)兀?/p>
答案在于虹膜結(jié)構(gòu)的復雜性,虹膜是由肌肉、韌帶、血管和色素細胞組合在一起的“大雜燴”,這些因素會影響虹膜的顏色、深度、是否有皺紋、褶皺以及是否有斑點等等。
虹膜的顏色和基本紋理由遺傳決定,目前機場使用的虹膜識別系統(tǒng)并不關(guān)注虹膜的顏色和紋理,而主要強調(diào)虹膜的褶皺、皺紋和色斑等細枝末節(jié)。這些細枝末節(jié)取決于嬰兒出生前,虹膜在發(fā)育過程中,其韌帶、肌肉以及色素細胞的位置,這些并不受基因的控制,具有很大的隨機性。
耳朵
平時,你或許根本不會注意自己耳朵的形狀,但其實耳朵也蘊含著很多人體奧秘。每個人的耳朵都有些許不同。不僅如此,一個人的每只耳朵也都是獨一無二的。
這是因為人耳由6個細小的隆起發(fā)育而成,這些細小的隆起在受孕5周后就形成了,接著這些隆起會慢慢融合在一起。盡管基因會勾勒出耳朵的大致形狀,但子宮內(nèi)的環(huán)境,比如胎兒的胎位等因素都會影響長出的耳朵的形狀。一旦耳朵形成,其形狀幾乎不會發(fā)生變化。
有些研究人員正在研究如何通過人耳的形狀來鑒定人的身份。最近的一項研究發(fā)現(xiàn),當通過照片來識別人時,耳朵識別的精確度幾乎可與臉部識別相當。
鼻子
拿鼻子的形狀來說吧,它千差萬別,世界上沒有完全一樣的鼻子。從鼻根高度來看,有高鼻子、塌鼻子和介于兩者之間的中等鼻子。從鼻梁的側(cè)面看,有凹的、直的和凸的。鼻尖也有不同的形狀:有的往上翹,有的朝下垂,像鷹嘴似的。連鼻孔的形狀也不一樣,有圓形或方形的,也有三角形或卵圓形的,還有橢圓形的。
人的臉不一樣,還因為臉型不同。人類學家把人的臉型分為以下10種:橢圓形、圓形、卵圓形、倒卵圓形、方形、長方形、菱形、梯形、倒梯形和五角形。
其中,橢圓形的臉最寬部位在顴骨處;圓形臉顯得臉圓而略大;卵圓形臉就是鵝蛋臉,臉的最寬部位在眼睛處;倒卵圓形臉的最寬部位在臉頰處;五角形臉和方形臉比較接近,但下巴較突出。
利用臉部的差異,我們能輕松地將人與人區(qū)別開來。因此,人們發(fā)明了臉部識別軟件,用刷臉的方式來確認某個人的身份。
更先進的是,芬蘭一家名為“獨特支付”的公司將網(wǎng)絡(luò)銀行技術(shù)與臉部識別系統(tǒng)相結(jié)合,開發(fā)了“刷臉”支付系統(tǒng)。
使用這種支付系統(tǒng)的用戶需要先到就近的網(wǎng)點登記“面紋”,臉部識別系統(tǒng)掃描用戶的臉部后,會記錄下幾十個獨特的面部特征,然后存到數(shù)據(jù)庫中。
之后,這個用戶購買東西或者進行資金轉(zhuǎn)賬時,不再需要支付鈔票,也不要出示任何證件、銀行卡或手機,只要等“刷臉”支付系統(tǒng)完成“刷臉”動作后,再在觸摸屏上按下“OK”鍵即可。
自從150萬年前我們的祖先開始直立行走以來,我們走路的方式似乎始終如一:一只腳在前,一只腳在后,而且每個人走路的姿勢似乎沒有太大的區(qū)別。
事實上,每個人走路的姿勢即步態(tài)是獨一無二的。早在上世紀70年代,就有研究證明,步態(tài)的差異足以讓我們將彼此區(qū)別開來,且準確率高達90%。
我們的步態(tài)并不是一出生就完全定型了。孩童時期,步態(tài)會隨著年齡的增長而發(fā)生變化,等到停止發(fā)育后,步態(tài)才穩(wěn)定下來。再加上腿部長度和髖部寬度不同,以及我們通過鍛煉獲得的肌肉數(shù)有差異,我們每個人的步態(tài)因此變得獨特。
步態(tài)不一
究竟每個人的步態(tài)有些什么差異?
雖然英國南安普頓大學專門研究步態(tài)的專家馬克·尼克松覺得步態(tài)的差異只可意會不可言傳,但計算機卻能很好地描述步態(tài)。
計算機一般先追蹤雙腳的行進線路,再將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字,或者通過追蹤髖部、膝蓋、腳踝以及腳等的運動狀態(tài),并結(jié)合人移動時這些部位之間關(guān)系的變化,來對人的步態(tài)進行精準的描述。
另一種測量步態(tài)的方法是讓人在踏板上行走并且記錄其獨特的腳步。
2011年9月,日本信州大學的寶塔基團隊讓104位志愿者走過半米長、布滿數(shù)千個壓力傳感器的踏板,每個人都被記錄下10步行走信息,其中包括每只腳如何對地面施壓以及行走時壓力的變化。
隨后,他們將收集到的信息輸入到計算機中,并計算出人們步伐的模式,從而識別不同人的步態(tài)。
你或許不信,沒有兩個人“聞起來”一樣,但事實就是如此,每個人都擁有自己特殊的氣味,有些人的氣味會讓你聞了后覺得很舒服,而有些人的氣味會讓你覺得不喜歡而想逃避。
人的氣味主要是由皮膚中的汗腺、皮脂腺等多種皮脂腺體產(chǎn)生的分泌物揮發(fā)而形成的,受性別、種族、營養(yǎng)狀況等多種因素的影響。
男人的氣味和女人的氣味有明顯的不同;黑人的氣味比白人和黃種人的氣味濃烈;以牛羊肉和牛奶為主食的牧民,身上會有一股膻味,而主要進食蔬菜或其他素食的人,氣味偏清淡。
嗜好各異,氣味也有區(qū)別。愛吃大蒜的人,身上有股蒜臭味;經(jīng)常食用茉莉花、蘆薈、無花果、玉米等的女性,會有香水般的體香;剛出生的孩子有奶香味……
人們在某些特殊情況下,如患病、生理活動異常、情緒等心理活動變化時,身上原來的氣味會有一定的變化。
如因肝功能損害而導致肝昏迷的病人,呼出的氣有一種鼠臭味;患有嚴重尿毒癥的病人,呼出的氣有刺鼻的尿臭或氨水味;糖尿病患者的氣味像蘋果味……
每個人的氣味并非只有一種,而是多種氣味混合在一起。
最近,科學家們對200名志愿者汗液里易揮發(fā)的有機化合物進行了分析,結(jié)果表明,在這些混合物中,大約有500種酸、酒精、酮、醛,其中44種的差別非常大,足以成為人獨特的化學標簽。
據(jù)此,人們可以辨別不同人的身份。不過,目前還沒有研究人員找到捕獲一個人所有氣味并通過這些氣味識別這個人身份的方法。
20世紀80年代初,德國曾發(fā)生一樁案件:
一個男孩在放學回家的路上被人綁架了。正當孩子的父親在家坐立不安時,一個陌生人打來了電話,要求他立即用重金贖回孩子。孩子的父親機智地要求寬限一天,以便籌款,并與陌生人約定第二天再通電話,告知交款的時間與地點。
擱下電話,孩子的父親向警察局報了案。于是,警察們用專門的儀器錄下了第二天的通話。第三天,當?shù)氐膹V播電臺播放了一則有酬尋人啟事:男,42歲,威斯特伐利亞地區(qū)人,體力勞動者,肥胖,然后,又播放了一段此人的聲音剪輯。
聲紋不同
啟事播完后,還不到一個小時,竟然有上百個居民跑到警察局,其中8個人說認識這個人,并且是同一個人。于是,這個人隨即被捕,經(jīng)審訊查證,正是罪犯——木匠,42歲,出生在威斯特伐利亞,肥胖、禿頂。
這個案件的破案者是用聲音來識別罪犯的。原來,由于人的發(fā)聲系統(tǒng)是由聲帶、口腔、鼻腔、舌、肺等45個生理結(jié)構(gòu)各有差異的構(gòu)件組成,而每個構(gòu)件因人講話習慣和方法各不相同,因此在發(fā)聲時又可取100種不同的“姿勢”,從而使人的聲音有45 100種音色,讓每個人都有獨具一格的聲音。
科學家們使用聲學頻譜分析的方法,可以顯示出每個人聲音的特征,其顯示結(jié)果就是聲紋。
聲紋不僅具有特定性,而且相對穩(wěn)定。成年后,人的聲音便可保持長期相對穩(wěn)定。即便故意模仿他人的聲音和語氣,或者改變聲音大小,但同一個人的聲紋依然相同。
心電圖
人的微生物組差異
沒有兩顆心的心跳是一樣的,通過記錄心跳的電脈沖可以將不同的心區(qū)別開。
一幅心電圖(ECG)會記錄三個峰值:收縮上心房脈沖的P波的峰值;更強烈的收縮下心房的QRS波群的峰值以及當心臟放松時更小的T波的峰值。
每顆心的大小和形狀都不一樣,因此這些峰值的高度、長度以及間距都存在個體差異。盡管人們在運動或受到壓力時,心率會加速,峰值的間距也會隨之發(fā)生變化,但屬于個人的獨特信號仍然能被探測到。
有超過1 000種物種生活在人體內(nèi)和人體上,每個人的細菌種群也具有不同的特征。盡管皮膚細菌一直非常穩(wěn)定,但人與人之間的皮膚細胞也非常不同,細菌也會通過改變我們的新陳代謝來鞏固和增強我們的獨特性。所有人都共享一個基本的生物化學屬性,但在其之上,是一個更加多樣的細菌的生物化學屬性。
人類與生俱來就有多種神經(jīng)細胞,而且在嬰兒和孩提時代,我們的大腦會慢慢修剪掉幾乎一半的神經(jīng)細胞。這個漫長的過程導致的結(jié)果就是,每個人的大腦會變得獨一無二,會采用不同的辦法來完成同樣的任務(wù)。因此有科學家們表示,通過使用EEG來監(jiān)聽大腦的電活動,人們能夠看到人腦之間的細微差異。
腦電波