为了从科学的角度研究“手相”的秘密，上期研究所，我们发起了对指纹和掌纹的统计调查。
我们选取最常见的 4 种指纹类型和 4 种掌纹类型进行了研究。
截止到 2018 年 6 月 19 日，我们共收集到 963 份问卷，其中女性 545 人，男性 418 人，并进行了分析。
指纹和掌纹类型繁多，所以分析的工作也颇为繁重，我们从琐碎无章的数据结果中，试图捋出来一些规律，与大家分享。
首先，我们分别对左右手的十个手指头的下面 4 种指纹类型进行了分析：
指纹类型
指纹类型分布如图：
在十个手指头上，出现斗形和箕型的比例相对较高，加起来占了 80% 以上，与其他两种类型相比，可以说是呈压倒性了。
经过卡方检验，我们发现在不同手指上，出现的指纹类型也不一样。得出了这些结论：
- 斗型出现在无名指上的频率较高（p = 2.904e-82）；
- 箕型出现在小拇指上的频率较高（p = 1.992e-49）；
- 双斗型出现在大拇指上的频率较高（p = 4.441e-50）；
- 弓型出现在食指上的频率较高（p = 5.499e-12）。
这些结论与之前 Michael Kücken (2007) 对指纹形成的研究吻合。低头确认一下自己的手指，是不是也属于大多数？
男女指纹是否会存在差异呢？为了寻找答案，我们将用户分为男女两组，分开统计了十只指头的类型：
经过卡方检验后发现：
- 不论左右手，女性与男性相比，指纹出现弓型的频率更高（左手：p = 1.504e-05；右手： p = 3.071e-05）。
- 在右手上，男性女性指纹出现斗型、双斗型、箕型的频率也存在显著差异，其中，男性右手指纹出现斗型和双斗型的频率更高（斗型：p = 0.000271；双斗型： p = 0.0102），女性右手指纹出现箕型的频率更高（p = 0.000568）。
分析后发现，不同性别的指纹差异比左右手的差异更大。既然左右手指纹的差异不大，那么左右手指纹会有多对称呢？
所以为了探索人们的指纹对称性，我们分男女两组，统计了每个人具有多少对的对称指纹（最少有 0 对指纹对称，最多有 5 对指纹对称），并对各个指纹对称数的人数进行了统计：
可以看出，无论男女，左右手指纹完全对称的用户都占最高比例。
约 40% 的用户左右手指纹完全对称，接近 90% 的用户有 3 对及 3 对以上的指纹对称。这表明，人们左右同一手指的指纹花纹相似度比较高。
目前已有的研究，对斗型分布的研究最多。
2012 年出版的《中华 56 个民族肤纹》里面记载：黄色人种中斗型花纹出现率很高，约 50% 以上，而白色人种中只有 20%-30%。男性中斗型花纹频率显著高于女性。于是我们在研究中对用户拥有斗型指纹的个数进行了统计（最少有 0 个斗型指纹，最多有 10 个斗型指纹）。
从图中可以看出，没有斗型指纹的人群比例仅占调查总数的约 20%，剩余约 80% 的人十只手指上至少有 1 个斗型指纹。
由于斗型和箕型是出现频率最高的两种指纹类型，我们也对斗型和箕型的出现频率与用户的祖源以及地域进行分析，但没有发现显著差异。
指纹的形成受基因和环境共同作用的影响，即使同卵双胞胎，指纹花纹虽然相似度高，但也并非完全一样。目前，指纹形成比较受学界接受的猜想是屈曲过程的模型：皮肤分为表皮（epidermis）、真皮（dermis），表皮中最靠近真皮的是基底层（basal layer）。科学家发现，在肤纹形成之前，基底层有明显的细胞分裂发生，而基底层细胞所在的区域受限，就产生了压力，随着压力的累积，皮肤发生了屈曲过程，就形成了肤纹。
学界也有一些研究试图从遗传层面找出形成指纹的原因， 2016 年，YYW Ho et al. 进行了与斗型指纹相关的全基因组关联分析（GWAS）。这项研究发现基因 ADAMTS9-AS2 对不同手指斗型的形成有显著性影响。其中，ADAMTS9-AS2 中的一个 SNP 位点 rs1523452 对十个手指斗型的形成均有显著性影响（p = 7.12e-9）。这一位点中有 AA、AG、和 GG 三种基因型。研究指出，等位基因 G 越多，斗型出现的频率越高。RNA 测序结果也显示这个基因在生殖器官、结肠、和胃上高效表达，所以研究人员推测 ADAMTS9-AS2 有可能影响器官的早期发育。
在这个调查中，我们也对样本出现斗型指纹的频率与位点 rs1523452 的相关性进行分析。这次的样本中，866 人基因型是 AA，42 人基因型是 AG，0 人基因型是 GG。把用户按基因型分为 AA 和 AG 两组，计算斗型指纹在十个手指出现的平均次数（算法为：该组每人斗型的个数之和除以该组人数）：
结果发现，基因型是 AG 的用户比基因型是 AA 的用户斗型出现的频率高了 20%。然而双样本 t 检验却显示，这一基因位点对斗型的产生没有显著性影响，p = 0.1454。可能原因是样本数量较少。
所以，我们为此开设了一个微解读，大家有兴趣的话，可以戳链接验证这个位点与斗型指纹到底究竟是不是相关。微解读：你的手指上可能有更多斗型指纹吗？
分析完指纹的数据后，接下来，我们对所有用户左右手的四种掌纹类型进行了分析：
掌纹类型
掌纹类型分布如图：
从条形图也看出，左右手的掌纹分布非常相近，对左右手和不同掌纹类型做卡方检验，发现左右手与掌纹类型不相关（p = 0.93991）。
那掌纹是否存在男女差异呢？根据维基百科提供的信息，男性有猿线的概率是女性的两倍。为了验证已有规律和发现新的规律，我们分别对男女左右手的掌纹类型进行了统计：
看图可能不太看得出来，所以直接上结论：
- 川掌在女性中比重较大，经过卡方检验，p = 1.692e-07。
- 猿线在男性中比重较大，经过卡方检验，p = 3.659e-06。而且，“男性有猿线的概率接近女性的两倍“的结论也在我们的数据中得到了验证。
- 不论男女，左右手掌纹差异均不显著。
既然掌纹的左右手差异不显著，我们就看看掌纹有多对称吧~
通过统计，我们发现共 801（83.2%）人掌纹对称，162（16.8%）人掌纹不对称，将近八成的人拥有对称的掌纹。经过卡方检验，性别与掌纹对称相关（p = 0.02589），男性掌纹的对称程度比女性高。
最后我们对掌纹与用户的祖源以及地域进行分析，没有发现显著差异。
综上，通过这次调查，我们重点得到了以下结论：
- 80% 以上指纹都是斗型或箕型。斗型出现在无名指上的频率较高，箕型出现在小拇指上的频率较高，双斗型出现在大拇指上的频率较高，而弓型出现在食指上的频率较高。
- 女性与男性相比，指纹出现弓型的频率更高。
- 左右手指纹的对称度较高，9 成左右的人有 3 对及 3 对以上的指纹对称。
- 近八成的人手指上会出现斗型指纹。
- 男女掌纹有显著差异，女性出现川掌的概率比男性高，男性出现猿线的概率比女性高。
- 近八成的人拥有对称的掌纹，男性掌纹比女性更对称。
这次调查中，我们也试图验证指纹类型与过往文献报道的基因位点的关系，却没有发现显著的差异。这可能是因为受样本量所限，所以还需要等样本量积累得足够大，才能够进一步验证，甚至找出其他的相关位点。
参考：
[1]Kücken, M. Models for Fingerprint Pattern Formation. Forensic Science International, 2007, 171(2): 85-96.
[2]张海国 (2012). 中华 56 个民族肤纹 (上海交通大学出版社).
[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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