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指纹是人类手指末端指腹上由凹凸的皮肤所形成的纹路。指纹能使手在接触物件时增加摩擦力,从而更容易发力及抓紧物件。是人类进化过程式中自然形成的。
指纹由遗传影响,由于每个人的遗传基因均不同,所以指纹也不同。然而,指纹的形成虽然主要受到遗传影响,但也有环境因素,当胎儿在母体内发育三至四个月时,指纹就已经形成,但儿童在成长期间指纹会略有改变,直到青春期14岁左右时才会定型。在皮肤发育过程中,虽然表皮、真皮,以及基质层都在共同成长,但柔软的皮下组织长得比相对坚硬的表皮快,因此会对表皮产生源源不断的上顶压力,迫使长得较慢的表皮向内层组织收缩塌陷,逐渐变弯打皱,以减轻皮下组织施加给它的压力。如此一来,一方面使劲向上攻,一方面被迫往下撤,导致表皮长得曲曲弯弯,坑洼不平,形成纹路。这种变弯打皱的过程随着内层组织产生的上层压力的变化而波动起伏,形成凹凸不平的脊纹或皱褶,直到发育过程中止,最终定型为至死不变的指纹。
指纹有3种基本类型——环型、弓型和螺旋型。是皮下组织对指肚表皮顶压方向的不同造就了这不同的类型。研究表明,如果某人指头肚高而圆,其指纹的纹路将是螺旋型。现在,科学家已能够通过模型再现那些较为常见的指纹,也能重复不太复杂的罕见指纹的形成过程。
目前尚未发现有不同的人拥有相同的指纹,所以每个人的指纹也是独一无二。由于指纹是每个人独有的标记,近几百年来,罪犯在犯案现场留下的指纹,均成为警方追捕疑犯的重要线索。现今鉴别指纹方法已经电脑化,使鉴别程序更快更准。
“指纹”(fingerprint)作为鉴定起源于19世纪末20世纪初犯罪学和法医学。人的指纹由于生物学上的原因,存在个体的差异。这种差异表现在人身上,体现为指纹具有唯一性的特点,即每个人的指纹(三种基本模式,拱形、环形、和螺纹形)是不一样的,是有特征的。这种特征并不随时间环境的变化而改变,因此,广泛应用于罪犯的识别,特殊证件的制作等。
分子生物学告诉我们,人的基因存在共性,即不同生物种群有其特定的DNA组成,同时个体之间存在差异,这种差异在本质上表现为基因的不同,即DNA组成序列的差异。目前DNA分析技术的日益成熟,用DNA鉴别来判断不同人之间的血缘关系应用已十分广泛,如亲子鉴定,尸体身份鉴别,生物种类判别等。其本质的判别同指纹完全一致,不过由于DNA数目的巨大,相同基因序列数目远比不同基因序列的数目大的多,而且作为生物基本组成的基因,由于其稳定性不可能性有很大的差异。因此其判别选择的对象十分重要,应选择特定的变异性相对较大的DNA片断分析,作为特征性的指纹图谱,实际上是在某个点上判别,这个点的判断不影响整体性。在应用于中药的指纹图谱方面,DNA可以作为种属的鉴别,不同植物之间存在的差异性相对较大,鉴别真假较容易,但动物药相对较难,矿物药则不行。其次,可应用于同种植物间,也就是对不同生物隔离的相同类型植物的鉴别,即产地。不过这二种鉴别是对生物学属性的鉴别,虽不受外界过多的干扰,但植物药的次级代谢产物(多为药用部分),更易受环境的影响,二者之间存在不确定因素。因此,我认为DNA作为指纹图谱可应用于种类的鉴别,但植物类别多,研究不够深入。研发成本非常高,在实际的应用方面有相当的距离。不过从长远看,保护我国中药资源,建立基因库,则有其特殊的作用。
在中药的分析和研究的过程中发现,植物药是多种化学成分的混合体,其药效不是单一的组份能说明的,是多种活性组份共同起作用的,因此单一活性组份的测定和评价不能说明中药质量的好坏,而且目前很多检测的指标成分不具唯一性,将西药检测的理念完全应用于中药存在以偏盖全,割离整体作用的问题。因此将指纹这一概念引入中药分析,将某一方面有特征性的某种分析来表征中药成分的特性。在这里,指纹这一内涵已发生变化,它不象犯罪学中的指纹强调的个体的“绝对唯一性”,也不是DNA指纹中那种内在的遗传学的特性(它即可以是个体之间的“绝对唯一性”,也可以是种群之间的“唯一性”),而是用一定的方法(如HPLC,GC,TLC,HPLC-MS,GC-MS,FTIR,X-ray,UV等),对特定的对象(如中药材,提取物,饮片,注射液等),包括其过程,得到的有特征性的相对稳定的图谱,其可以作为鉴别和质量控制的参照依据。由于中药材的化学成分多是次级代谢产物,易受到产地的环境,气候,耕作等各种因素的影响,不定因素很多,得到有代表性通用的指纹谱实在不易。同时,对相同的对象,采用不同的方法可以得到不同的指纹谱,不能偏废,因为各个方法都有其局限性,只是在实际中某种方法可能更实用,代表性相对强些。
总之,我认为在中药范围内,指纹的内涵还需大家共同探讨,其代表性的图谱(图象)应根据具体对象而定,严格的量化是不切实际的,如何模糊识别才是关键。 理论上讲是没有两个指纹完相相同的人。用数学方法把指纹上细节特征归纳为4种,而每个指纹约有100个细节,经排列组合得出门位数,再以一个世纪内存在的约50亿人口计算,每人十个指头,即有500亿个指头。经推算发现,人类要经过50位数字的世纪才可能出现绝对重复的指纹,而50位数字世纪,其实就是“无穷大”了,故实际上世人中不可能有两个指纹完全相同的人.
自由组合规律,又称独立分配规律。生物遗传的基本规律之一。即具有两对(或更多对)相对性状的亲本进行杂交,在子一代产生配子时,在等位基因分离的同时,非同源染色体上的基因表现为自由组合。这就是说,一对等位基因与另一对等位基因的分离或组合是互不干扰的,各自独立地分配到配子中去。因此也称为独立分配律。
自由组合规律在理论上的意义是:能够解释为什么自然界的生物种类是多种多样的,为什么世界上没有完全相同的两个个体。例如人的指纹,在全世界就没有两个指纹完全相同的人。生物变异的原因之一就是在有性生殖中,基因的重新组合,产生了多种多样的后代。
自由组合规律的实践意义是:在杂交育种工作中有很大的指导作用,因为通过杂交,基因重组能产生不同于亲本的新类型,有利于人工选育新品种。例如,一个小麦品种能抗倒伏,但不抗锈病,另一品种则抗锈病而易倒伏,经杂交,子二代可能出现既抗锈病又不倒伏的新类型。通过人工选择,就可得到符合人类要求的新品种。
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