Κάθε άνοιξη, σχεδόν σε κάθε δάσος στις ηπειρωτικές Ηνωμένες Πολιτείες, συμβαίνει ένα θαύμα: Όλοι οι αρσενικοί ελάφια αρχίζουν να φυτρώνουν παράξενα, στρεβλωμένα όργανα από τα μέτωπά τους. Πιθανότατα γνωρίζετε αυτές τις μαγικές δομές ως κέρατα. Αλλά σκεφτήκατε ποτέ πώς λειτουργούν;
σχετικό περιεχόμενο
- Ελάφια που πιάστηκε από τα ανθρώπινα οστά
- Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των κέρατων και των ανθρωποειδών και περισσότερες ερωτήσεις από τους αναγνώστες μας
- Για να αποφύγετε τις απεργίες Deer, η Φινλανδία ζωγραφίζει ελεφάντες ελάφια με αντανακλαστική βαφή
Κατ 'αρχάς, δύο μπαλώματα κυψέλης μεγέθους ασημένιου δολαρίου σε κεφαλές ενός δολώματος ξεκινούν να ξεφλουδίζουν ιστούς με ρυθμό ξεσπάσματος. Αλλά αυτές οι εκτυλίξεις δεν συντίθενται από νεκρά κύτταρα, όπως τα νύχια σας, τα μαλλιά σας ή την κερατίνη που δημιουργεί ένα κέρατο του κριού. Αυτά τα κύτταρα είναι ζωντανά .
Από τα τέλη Μαρτίου έως τις αρχές του φθινοπώρου, οι ανθηροί που ανήκουν σε ένα buck καλύπτονται με ένα στρώμα ασαφούς δέρματος που ονομάζεται "βελούδο", όπως το μαλακό βρύα που καλύπτει μια ομαλή πέτρα. Κάτω από αυτή την προστατευτική επικάλυψη, τα αιμοφόρα αγγεία και τα νεύρα περιστρέφονται γύρω από το ταχέως αναπτυσσόμενο οστό, σαν το ζώο να καλλιεργούσε ένα μηριαίο οστούν χωρίς μυς για να το περιβάλλει. Καθώς τα κέρατα μεγαλώνουν, κλαδεύονται σε αυξανόμενα μεγαλύτερα πιρούνια.
Ελάτε να πέσετε, το βελούδο αρχίζει να συρρικνώνεται και να πεθαίνει. Τα κέρατα γίνονται παρανοϊκά φαγούρα και το αρσενικό ελάφι τρέχει προσπαθώντας να απαλλαγεί από το βελούδο του τρίβοντας τα νέα του παιχνίδια σε μικρά φυτά και κλαδιά. (Αυτές οι θέσεις γρατζουνίσματος καλούνται "τρίβει"). Μόλις ξεκολλήσει το βελούδο, αποκαλύπτει όλα τα λεία, ασβεστοποιημένα οστά κάτω. Τώρα, το buck είναι έτοιμο να διεξάγει πόλεμο εναντίον των αντιπάλων του και να αγωνιστεί για το δικαίωμά του να μοιράζεται με όλα τα θηλυκά που μπορεί να βρει.
Τα ζώα με οστεώδη αναπτύγματα γνωστά ως κέρατα-ρινόκεροι, κριάρια, impala-τείνουν να τα μεγαλώνουν μικρά και να τα κρατούν όλη τους τη ζωή. Αντλίες, αντίθετα, γεννιούνται εκ νέου κάθε χρόνο. Αυτό είναι σωστό: Αυτός ο περίπλοκος κύκλος ανάπτυξης, ζωής, θανάτου και κνησμού συμβαίνει κάθε χρόνο.
Εκτός από αυτό το γεγονός, αυτό που είναι αξιοθαύμαστο για την ανάπτυξη των ανδροειδών είναι το πόσο γρήγορα συμβαίνει. Τα ζώα όπως το αστερίας ή το gecko μπορεί να είναι γνωστό για την ταχεία αναγέννηση των άκρων τους, αλλά τα ελάφια είναι στην πραγματικότητα ανάμεσα στους ταχύτερους οργανικούς καλλιεργητές στο ζωικό βασίλειο. Αν το φαγητό είναι άφθονο και το buck είναι υγιές, τα δόντια του μπορούν να αυξηθούν με ρυθμό περίπου τρία τέταρτα της ίντσας την ημέρα. Φανταστείτε μόνο αν τα μαλλιά σας ή τα νύχια αυξήθηκαν τόσο γρήγορα!
Σε αντίθεση με τους κόλπους ή τα κέρατα, τα κέρατα ξεκινούν ως ζωντανά όργανα εγκλεισμένα σε ένα στρώμα δέρματος γνωστό ως "βελούδο". (Eric Kilby / Flickr) Αλλά στη βιολογία, όπως και στην οικονομία, δεν υπάρχει δωρεάν γεύμα, που σημαίνει ότι όλα αυτά τα βλάστηση έρχονται με κόστος. Ανεξάρτητα από το πόσα μούρα και βελανίδια ένα αρσενικό ελάφι καταναλώνει, δεν μπορεί ποτέ να αναπληρώσει πλήρως για την ενέργεια που παίρνει funneled στα εντυπωσιακά στολίδια κεφαλής του. Για την εξισορρόπηση του ημερολογίου, το σώμα του θα αποβάλει πραγματικά θρεπτικά συστατικά από άλλα μέρη του σκελετού για χρήση στα κέρατα.
"Αποστεύονται από τον Πέτρο για να πληρώσουν τον Παύλο, για να μιλήσουν", λέει η Jeannine Fleegle, βιολόγος ειδών άγριας πανίδας που ειδικεύεται σε ελάφια και λακκούδα για την Επιτροπή Παιχνιδιών της Πενσυλβανίας. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται κυκλική αναστρέψιμη οστεοπόρωση και αρχίζει με τη στόχευση περιοχών που δεν φέρουν βάρος, όπως οι πλευρές.
Συνολικά, οι μελέτες για την ενέργεια των ελαφιών εκτιμούν ότι ο φόρος της γενιάς των κέρατων παραμένει λίγο πίσω από την κύηση, σύμφωνα με το Fleegle. (Ομοίως, αν μια έγκυος μητέρα πάσχει από αρκετό ασβέστιο, το σώμα της θα αποβάλει μερικούς από τα οστά της για να βοηθήσει να οικοδομήσει τον σκελετό του αναπτυσσόμενου μωρού της.) Με άλλα λόγια, είναι σχεδόν όπως φορολογεί για τα αρσενικά να βλαστήσουν τα οστά από τα μέτωπά τους είναι για τα θηλυκά να δημιουργήσουν μια εντελώς νέα μορφή ζωής στις μήτρες τους.
Το θλιβερό μέρος είναι, τα δολάρια δεν παίρνουν καν να κρατήσουν τα σκληρά κερδισμένα κοράκια για όλη τη ζωή. Μετά την εποχή ζευγαρώματος, τα αρσενικά δεν έχουν πλέον καμία χρήση για τα κέρατα τους, και στην πραγματικότητα, η διατήρησή τους είναι είδος πόνου. Έτσι, οι δομές μόλις ξεσηκωθούν και μένουν πίσω όπως τα χθεσινά χαρτιά, και τα ελάφια συνεχίζουν με τη ζωή τους.
Αυτό μπορεί να ακούγεται γελοία, δεδομένης της θυσίας που αφορά στη δημιουργία τους. Αλλά τα ελάφια δεν είναι συναισθηματικά. Το πιο σημαντικό, η διατήρηση αυτών των κέρατων θα ήταν τεράστια ευθύνη. Πρώτα απ 'όλα, είναι βαρύ. Το μεγαλύτερο είδος ελάφια, το moose, μπορεί να έχει κοτσάνια που ζυγίζουν μέχρι 40 λίβρες. Αυτός είναι ο ορισμός του νεκρού βάρους.
Είναι επίσης επικίνδυνοι. Τα ανθρακωρύχοι μπορούν να πιαστούν σε δέντρα, φράκτες και γενικά να περιορίσουν την κίνηση του ζώου σε όλο το δάσος. Μερικές φορές, ελάφια και άλλα ελαφτά μπορούν να κλειδώσουν τα κέρατα μαζί με έναν αντίπαλο. Εάν τα ζώα δεν μπορούν να απελευθερωθούν, θα πεθάνουν από λιμοκτονία ή πνιγμό, όπως αποδεικνύεται από το πλέον διαβόητο παράδειγμα των δύο σφαγίων που έχουν κοπεί από ένα κατεψυγμένο ποτάμι.
Γιατί λοιπόν να ασχοληθείτε με το όλο θέμα της ανάπτυξης του κέρατος;
Για αυτό, μπορείτε να ευχαριστήσετε τους τρόπους της σεξουαλικής επιλογής. Το σύστημα ζευγαρώματος ελαφιών υπαγορεύει ότι τα αρσενικά φυλάσσουν τα εδάφη και διατηρούν το δικαίωμα να ζευγαρώσουν με τα θηλυκά μέσα σε αυτά τα εδάφη. Όπως μπορείτε να φανταστείτε, η κατοχή μερικών όπλων κεφαλής βοηθάει. Και αν τα μεγαλύτερα όπλα κεφαλής τείνουν να νικήσουν μικρότερα όπλα κεφαλής, όπως θα δείτε σε οποιοδήποτε αριθμό βίντεο του YouTube, τότε αυτά τα γονίδια είναι πιο πιθανό να μεταφερθούν στην επόμενη γενιά των χρημάτων.
Κάνοντας κέρατα είναι μια από τις πιο ενεργειακές δραστηριότητες που απορροφούν ένα σώμα μπορεί να κάνει δίπλα στη δημιουργία νέας ζωής. (Eric Kilby / Flickr) Αλλά ακόμη και ο βασικός ρόλος των κέρατων στην καταπολέμηση και την εντύπωση των κυριών δεν μπορεί να εξηγήσει πλήρως τις οριακές μαγικές ιδιότητές τους. Σκεφτείτε το εξής: Επιστροφή στη δεκαετία του 1960, οι επιστήμονες μεταμόσχευσαν μερικά από αυτά τα κερατοειδή κύτταρα σε ένα διαφορετικό μέρος του κρανίου του ελαφρού και παρακολουθούσαν το σχηματισμό ενός κέρατος. Και το ίδιο συμβαίνει αν μεταμοσχεύσετε αυτά τα κύτταρα στο πόδι του ελαφιού. (Φωτογραφίες εδώ.)
Τώρα πάρτε αυτό: Εάν κόψετε κεράσια από τα κεράσια από το κεφάλι ενός ελάφους και τα μεταμοσχεύσετε στο μέτωπο ενός ποντικιού, αυτό το ποντίκι θα αρχίσει να φυτρώνει το υλικό που μοιάζει με κέρατο .
Ίσως δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι μερικοί επιστήμονες πιστεύουν ότι τα κέρατα θα μπορούσαν να κρατήσουν μερικά μυστικά που θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε για την ιατρική, την ανάπτυξη των νεύρων και ακόμη και την αναγέννηση των άκρων. Κανείς δεν προτείνει να αναπτυχθούν ανθοί στους ανθρώπους, αλλά φανταστείτε τι θα μπορούσαμε να κάνουμε με τις καταπληκτικές γενετικές δυνατότητες αυτών των κυττάρων.
Ο Wolfgang Pita Thomas, ένας νευροεπιστήμονας στο πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον στο Σαιντ Λούις, είναι ένας από τους πιστούς. "Καθώς το κέρατο μεγαλώνει γρήγορα, φτάνοντας μέχρι και 2 εκατοστά την ημέρα, τα νεύρα πρέπει να ταιριάζουν με αυτό το ρυθμό", γράφει η Pita Thomas σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. "Αυτό σημαίνει ότι αναγεννάται 10 φορές ταχύτερα από το ανθρώπινο νεύρο!"
Αυτό είναι σημαντικό επειδή αν κατανοήσουμε πώς τα νεύρα κινούνται τόσο γρήγορα, ίσως μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να ωθήσουμε το δικό μας νευρικό σύστημα στην αναγέννηση όταν έχει υποστεί βλάβη, για παράδειγμα, σε περίπτωση παραπληγικού τραυματισμού. Σήμερα, έχουμε λίγους τρόπους να επιτύχουμε αυτό το είδος επούλωσης σε μικρές αυξήσεις, λέει η Pita Thomas, συμπεριλαμβανομένης της μεταμόσχευσης νεύρων από άλλη περιοχή και χρησιμοποιώντας τεχνητούς αγωγούς κολλαγόνου για να κατευθύνουν την ανάπτυξη των νεύρων.
Αλλά αυτές οι μέθοδοι αγωνίζονται αν η απόσταση που χρειάζονται οι νεύροι για να διασχίσουν είναι περισσότερο από μία ίντσα. Αντίθετα, «τα νεύρα που υπάρχουν στα ελαφριά κέρατα μπορούν να αναγεννηθούν μέχρι και τα πόδια σε λιγότερο από τρεις μήνες», λέει η Πίτα Θωμάς. «Ελπίζουμε να εφαρμόσουμε τους ίδιους μηχανισμούς ή μόρια σε μία ημέρα για να ενισχύσουμε την αναγέννηση των νεύρων στους ανθρώπους».
Η Πίτα Τόμας και οι συνεργάτες του έχουν ήδη εντοπίσει τρεις από τις πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην ταχεία παραγωγή νεύρων του κέρατο και διαπίστωσαν ότι οι αισθητικοί νευρώνες αναπτύσσονται γρηγορότερα όταν και οι τρεις είναι παρόντες σε μια κουλτούρα. "Παρατηρήσαμε ότι η ενίσχυση της ανάπτυξης των νεύρων ήταν πολύ περισσότερο από το άθροισμα των μεμονωμένων αποτελεσμάτων τους, πράγμα που σημαίνει ότι συνεργάζονται συνεργικά", ανέφερε.
Ιδού: Ένα κομμάτι ιστού κοκάλων που αναπτύσσεται σε ένα ποντίκι. (Chunyi Li, AJ Harris, JM Suttie / Journal of Experimental Zoology, 2001) Άλλοι επιστήμονες ενδιαφέρονται για τα κέρατα λόγω του γεγονότος ότι θα μπορούσαν να μας διδάξουν τη μνήμη των κυττάρων ή ότι το μέλλον ενός κυττάρου μπορεί να διαμορφωθεί από παρελθόντα γεγονότα. Για παράδειγμα, εάν ένα ελάφι υφίσταται τραυματισμό στη βάση του κέρατου του (που ονομάζεται pedicle), μπορεί να καταλήξει να δημιουργεί ένα παραμορφωμένο κέρατο σε αυτό το χώρο για πολλά χρόνια μετά την επουλωθείσα αρχική πληγή. Μερικές φορές το σχήμα του νέου κέρατος διαρκεί μια ζωή.
Αυτό είναι ακόμα ένα από τα χαρακτηριστικά μυρμήγκιασμα των ανδρών, λέει ο Michael Levin, βιολόγος ανάπτυξης στο Πανεπιστήμιο Tufts: Μπορούν να μας διδάξουν πώς τα ζώα που μπορούν να αναγεννηθούν θυμούνται τα δικά τους σχήματα.
Μια εξήγηση για αυτή τη λεγόμενη μνήμη που ερευνά το Levin ονομάζεται βιοηλεκτρική ενέργεια ή τα μικροσκοπικά επικοινωνιακά φορτία που διακινούνται μεταξύ των κυττάρων μας. Ο Levin και άλλοι έχουν συνδέσει αυτήν την κοινή αλλά μυστηριώδη δύναμη σε πράγματα όπως το σχήμα του σώματος, η αναγέννηση των άκρων και η επούλωση των πληγών. Παραδείγματος χάριν, έχει δείξει ότι οι πλατύσκοιες που έχουν υποστεί βλάβη από τη βιοηλεκτρική τους δύναμη μπορούν να αναγκαστούν να αναγεννηθούν με δύο κεφαλές.
Από τώρα, γνωρίζουμε πολύ περισσότερα για το πώς οι πλατύσκοι διαχειρίζονται τις αναγεννητικές δυνάμεις τους από τα ελάφια, αλλά ο Levin αναφέρει ότι ο ρόλος της βιοηλεκτρικής ενέργειας είναι πιθανόν ο ίδιος. Είναι απλά ότι οι πλατύσκαρες είναι μικροσκοπικές, μεγαλώνουν γρήγορα και δεν έχουν βολικά άσχηνα οστά προσώπου πάνω στα οποία οι επιστήμονες θα μπορούσαν να τραυματιστούν.
Ακόμα και αυτό που νομίζουμε ότι γνωρίζουμε για την ανάπτυξη των αλόγων αποδεικνύεται ότι έχει νέες ανατροπές. Για παράδειγμα, ο Fleegle λέει ότι υπάρχει ένας γενικός κανόνας για κάθε ζώο ότι όσο καλύτερα είναι το οικοσύστημά του, τόσο πιο υγιείς και ισχυροί θα είναι οι πληθυσμοί του. Και για τα ελάφια, αυτή η συμβατική σοφία πρέπει να μεταφράζεται σε τεράστια ράφια. Αλλά μια μελέτη που δημοσιεύτηκε το 2009 δείχνει ότι η αλήθεια είναι πιο περίπλοκη.
Πράγματι, όταν δεν φτάνουν αρκετοί για να φάνε ενώ είναι έγκυος και θηλάζουν, κάθε ανδρικός απόγονος που παράγουν θα έχει ακινητοποιημένη αύξηση των κέρατων για όλη τους τη ζωή. Εκπληκτικά, αυτό ισχύει ακόμα και αν τα αρσενικά fawns συμπληρώνονται με εξαιρετικά θρεπτική τροφή.
Ίσως να νομίζετε ότι αυτό το χαρακτηριστικό θα κληρονομηθεί εάν τα αδύναμα αρσενικά θα καταφέρουν να φτάσουν τους νέους της δικής τους. Στην πραγματικότητα, τα αρσενικά δεύτερης γενιάς που γεννήθηκαν από μητέρες με κανονική ποσότητα φαγητού πήγαν για να έχουν ράφια που ήταν περισσότερο ή λιγότερο τυπικά. Όλα αυτά δείχνουν πόσο σημαντικές είναι οι μητέρες στο μεγάλο σχέδιο των πραγμάτων και γιατί ο Fleegle λέει ότι έχει μια σχέση αγάπης / μίσους με τα κέρατα.
«Θυμάμαι για τα κέρατα γιατί τα αγόρια παίρνουν όλη την προσοχή, αλλά τα κορίτσια δεν κάνουν ποτέ», λέει.
Θυμηθείτε πώς η ανάπτυξη των κέρατων είναι σχεδόν τόσο έντονη στο σώμα ενός ελάφια όσο είναι έγκυος; Όχι ότι είναι ένας διαγωνισμός, αλλά υπάρχει μια δραστηριότητα που τους δίνει και τα δύο, και αυτή είναι η γαλουχία - μια άλλη επαρχία των κυριών. Σύμφωνα με το Fleegle, ένα κορίτσι ξοδεύει περισσότερο από τρεις φορές περισσότερη ενέργεια κατά τη διάρκεια της αιχμής του γάλακτος, όπως κάνει ένα buck για να παράγει τα κέρατα του.
Φαίνεται ότι και τα δύο φύλα έχουν ένα ράφι που αξίζει το θαύμα μας.
