為了從科學的角度研究“手相”的秘密，上期研究所，我們發起了對指紋和掌紋的統計調查。
我們選取最常見的 4 種指紋類型和 4 種掌紋類型進行了研究。
截止到 2018 年 6 月 19 日，我們共收集到 963 份問卷，其中女性 545 人，男性 418 人，並進行了分析。
指紋和掌紋類型繁多，所以分析的工作也頗為繁重，我們從瑣碎無章的數據結果中，試圖捋出來一些規律，與大家分享。
首先，我們分別對左右手的十個手指頭的下面 4 種指紋類型進行了分析：
指紋類型
指紋類型分佈如圖：
在十個手指頭上，出現鬥形和箕型的比例相對較高，加起來佔了 80% 以上，與其他兩種類型相比，可以說是呈壓倒性了。
經過卡方檢驗，我們發現在不同手指上，出現的指紋類型也不一樣。得出了這些結論：
- 鬥型出現在無名指上的頻率較高（p = 2.904e-82）；
- 箕型出現在小拇指上的頻率較高（p = 1.992e-49）；
- 雙鬥型出現在大拇指上的頻率較高（p = 4.441e-50）；
- 弓型出現在食指上的頻率較高（p = 5.499e-12）。
這些結論與之前 Michael Kücken (2007) 對指紋形成的研究吻合。低頭確認一下自己的手指，是不是也屬於大多數？
男女指紋是否會存在差異呢？為了尋找答案，我們將用戶分為男女兩組，分開統計了十隻指頭的類型：
經過卡方檢驗後發現：
- 不論左右手，女性與男性相比，指紋出現弓型的頻率更高（左手：p = 1.504e-05；右手： p = 3.071e-05）。
- 在右手上，男性女性指紋出現鬥型、雙鬥型、箕型的頻率也存在顯著差異，其中，男性右手指紋出現鬥型和雙鬥型的頻率更高（鬥型：p = 0.000271；雙鬥型： p = 0.0102），女性右手指紋出現箕型的頻率更高（p = 0.000568）。
分析後發現，不同性別的指紋差異比左右手的差異更大。既然左右手指紋的差異不大，那麼左右手指紋會有多對稱呢？
所以為了探索人們的指紋對稱性，我們分男女兩組，統計了每個人具有多少對的對稱指紋（最少有 0 對指紋對稱，最多有 5 對指紋對稱），並對各個指紋對稱數的人數進行了統計：
可以看出，無論男女，左右手指紋完全對稱的用戶都佔最高比例。
約 40% 的用戶左右手指紋完全對稱，接近 90% 的用戶有 3 對及 3 對以上的指紋對稱 。這表明，人們左右同一手指的指紋花紋相似度比較高。
目前已有的研究，對鬥型分佈的研究最多。
2012 年出版的《中華 56 個民族膚紋》裡面記載：黃色人種中鬥型花紋出現率很高，約 50% 以上，而白色人種中只有 20%-30%。男性中鬥型花紋頻率顯著高於女性。於是我們在研究中對用戶擁有鬥型指紋的個數進行了統計（最少有 0 個鬥型指紋，最多有 10 個鬥型指紋）。
從圖中可以看出，沒有鬥型指紋的人群比例僅佔調查總數的約 20%，剩餘約 80% 的人十隻手指上至少有 1 個鬥型指紋。
由於鬥型和箕型是出現頻率最高的兩種指紋類型，我們也對鬥型和箕型的出現頻率與用戶的祖源以及地域進行分析，但沒有發現顯著差異。
指紋的形成受基因和環境共同作用的影響，即使同卵雙胞胎，指紋花紋雖然相似度高，但也並非完全一樣。目前，指紋形成比較受學界接受的猜想是屈曲過程的模型：皮膚分為表皮（epidermis）、真皮（dermis），表皮中最靠近真皮的是基底層（basal layer）。科學家發現，在膚紋形成之前，基底層有明顯的細胞分裂發生，而基底層細胞所在的區域受限，就產生了壓力，隨著壓力的累積，皮膚髮生了屈曲過程，就形成了膚紋。
學界也有一些研究試圖從遺傳層面找出形成指紋的原因， 2016 年，YYW Ho et al. 進行了與鬥型指紋相關的全基因組關聯分析（GWAS）。這項研究發現基因 ADAMTS9-AS2 對不同手指鬥型的形成有顯著性影響。其中，ADAMTS9-AS2 中的一個 SNP 位點 rs1523452 對十個手指鬥型的形成均有顯著性影響（p = 7.12e-9）。這一位點中有 AA、AG、和 GG 三種基因型。研究指出，等位基因 G 越多，鬥型出現的頻率越高。RNA 測序結果也顯示這個基因在生殖器官、結腸、和胃上高效表達，所以研究人員推測 ADAMTS9-AS2 有可能影響器官的早期發育。
在這個調查中，我們也對樣本出現鬥型指紋的頻率與位點 rs1523452 的相關性進行分析。這次的樣本中，866 人基因型是 AA，42 人基因型是 AG，0 人基因型是 GG。把用戶按基因型分為 AA 和 AG 兩組，計算鬥型指紋在十個手指出現的平均次數（算法為：該組每人鬥型的個數之和除以該組人數）：
結果發現，基因型是 AG 的用戶比基因型是 AA 的用戶鬥型出現的頻率高了 20%。然而雙樣本 t 檢驗卻顯示，
這一基因位點對鬥型的產生沒有顯著性影響，p = 0.1454。可能原因是樣本數量較少。所以，我們為此開設了一個微解讀，大家有興趣的話，可以戳鏈接驗證這個位點與鬥型指紋到底究竟是不是相關。微解讀：你的手指上可能有更多鬥型指紋嗎？
分析完指紋的數據後，接下來，我們對所有用戶左右手的四種掌紋類型進行了分析：
掌紋類型
掌紋類型分佈如圖：
從條形圖也看出，左右手的掌紋分佈非常相近，對左右手和不同掌紋類型做卡方檢驗，發現左右手與掌紋類型不相關（p = 0.93991）。
那掌紋是否存在男女差異呢？根據維基百科提供的信息，男性有猿線的概率是女性的兩倍。為了驗證已有規律和發現新的規律，我們分別對男女左右手的掌紋類型進行了統計：
看圖可能不太看得出來，所以直接上結論：
- 川掌在女性中比重較大，經過卡方檢驗，p = 1.692e-07。
- 猿線在男性中比重較大，經過卡方檢驗，p = 3.659e-06。而且，“男性有猿線的概率接近女性的兩倍“的結論也在我們的數據中得到了驗證。
- 不論男女，左右手掌紋差異均不顯著。
既然掌紋的左右手差異不顯著，我們就看看掌紋有多對稱吧~
通過統計，我們發現共 801（83.2%）人掌紋對稱，162（16.8%）人掌紋不對稱，將近八成的人擁有對稱的掌紋。經過卡方檢驗，
性別與掌紋對稱相關（p = 0.02589），男性掌紋的對稱程度比女性高。最後我們對掌紋與用戶的祖源以及地域進行分析，沒有發現顯著差異。
綜上，通過這次調查，我們重點得到了以下結論：
- 80% 以上指紋都是鬥型或箕型。鬥型出現在無名指上的頻率較高，箕型出現在小拇指上的頻率較高，雙鬥型出現在大拇指上的頻率較高，而弓型出現在食指上的頻率較高。
- 女性與男性相比，指紋出現弓型的頻率更高。
- 左右手指紋的對稱度較高，9 成左右的人有 3 對及 3 對以上的指紋對稱。
- 近八成的人手指上會出現鬥型指紋。
- 男女掌紋有顯著差異，女性出現川掌的概率比男性高，男性出現猿線的概率比女性高。
- 近八成的人擁有對稱的掌紋，男性掌紋比女性更對稱。
這次調查中，我們也試圖驗證指紋類型與過往文獻報道的基因位點的關係，卻沒有發現顯著的差異。這可能是因為受樣本量所限，所以還需要等樣本量積累得足夠大，才能夠進一步驗證，甚至找出其他的相關位點。
參考：
[1]Kücken, M. Models for Fingerprint Pattern Formation. Forensic Science International, 2007, 171(2): 85-96.
[2]張海國 (2012). 中華 56 個民族膚紋 (上海交通大學出版社).
[3]Ho Y Y, Evans D M, Montgomery G W, et al. Common genetic variants influence whorls in fingerprint patterns[J]. Journal of Investigative Dermatology, 2016, 136(4): 859-862.
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