Всяка пролет в почти всяка гора в континенталните Съединени щати се случва чудо: Всички мъжки елени започват да поникват странни, усукващи органи от челата си. Вероятно знаете за тези магически структури като рога. Но замисляли ли сте се как работят?
Свързано съдържание
- Елен хванал да гризе човешки кости
- Каква е разликата между рогата и рога и повече въпроси от нашите читатели
- За да избегнете ударите на елени, Финландия рисува елени рога със светлоотразителна боя
Първо, две лепенки от клетки със сребърен долар на главата на долар започват да изтръпват тъкани с бързи темпове. Но тези криволичещи израстъци не се състоят от мъртви клетки, като вашите нокти, коса или кератин, който създава рог на овен. Тези клетки са живи .
От края на март до началото на есента пъпките рога на елда са покрити със слой размита кожа, наречена "кадифе", като мек мъх, покриващ гладък камък. Под това защитно покритие кръвоносните съдове и нервите се пристягат около бързо развиваща се кост, сякаш животното расте с бедрена кост, без мускул, който да я заобикаля. Докато роговете растат, те се разклоняват на все по-големи вилици.
Ела есента, кадифето започва да се свива и умира. Мравките стават безумно сърбящи, а мъжкият елен тича наоколо, опитвайки се да се отърве от кадифето си, като търка новите си играчки върху малки фиданки и клони. (Тези стържещи стълбове се наричат "триене".) След като кадифето се откачи, то разкрива цялата гладка, калцирана кост отдолу. Сега, доларът е готов да води война срещу своите съперници и да се бори за правото му да се чифтосва с всички жени, които може да намери.
Животните с костеливи израстъци, известни като рога - носорози, овни, импали - са склонни да ги отглеждат млади и да ги поддържат през целия си живот. За разлика от мравуняците се раждат наново всяка година. Точно така: Този сложен цикъл на растеж, живот, смърт и сърбеж се случва всяка година.
Освен този факт, забележителното за развитието на рога е колко бързо се случва. Животни като морските звезди или геконите може би са най-известни с бързата си регенерация на крайници, но елените всъщност са сред най-бързите производители на органи в животинското царство. Ако храната е достатъчно и едрата е здравословна, зъбите могат да растат със скорост около три четвърти от инч на ден. Само си представете дали косата или ноктите ви пораснаха толкова бързо!
За разлика от бивни или рога, роговете започват като живи органи, затворени в слой от кожата, известен като "кадифе". (Ерик Килби / Flickr) Но в биологията, както и в икономиката, няма безплатен обяд, което означава, че всичко това покълване идва на цена. Без значение колко горски плодове и жълъди консумира един мъжки елен, той никога не може напълно да компенсира енергията, която се вгражда в орнаментите му с гладка глава. За да балансира главната книга, тялото му всъщност ще отхвърля хранителни вещества от други части на скелета за използване в роговете.
„Те ограбват от Питър да плати на Пол, така да се каже“, казва Жанин Флигъл, биолог за дивата природа, специализиран в областта на елените и лосовете на Пенсилванската комисия по игрите. Този процес се нарича циклична обратима остеопороза и започва с насочване към области, които не носят тегло, като ребрата.
Като цяло, проучванията на енергията на елените изчисляват, че таксата на поколението на рога изостава точно зад бременността, според Флигъл. (По същия начин, ако бременната майка не получи достатъчно калций, тялото й ще отпие част от костите си, за да помогне за изграждането на скелета на растящото си бебе.) С други думи, мъжете са почти като данъчно облагане да изкълчат костите от челата си, както и е за женските да създадат изцяло нова форма на живот в утробите си.
Тъжното е, че доларите дори не стигат, за да запазят тези трудно спечелени рога за цял живот. След сезона на чифтосване мъжките вече нямат полза от роговете си и всъщност запазването им е вид болка. Така структурите просто изскачат и се изоставят като вчерашните документи, а елените продължават живота си.
Това може да звучи нелепо, като се има предвид жертвата, участваща в тяхното създаване. Но елените не са сантиментални. По-важното е, че запазването на тези рогове би било огромна отговорност. Първо, тежки са. Най-големият вид елен, лосът, може да има рога, които тежат до 40 килограма. Това е определението на мъртвото тегло.
Те също са опасни. Роговете могат да се хванат в дървета, огради и като цяло да ограничат движението на животното из гората. Понякога елените и другите шипове могат да заключат роговете си заедно със съперник. Ако животните не могат да се освободят, те ще умрат от глад - или ще се удавят, както се вижда от сега скандалния пример за двата трупа на лоси, изрязани от замръзнала река.
И така, защо изобщо да се занимаваме с цялото нещо с растеж на рога?
За това можете да благодарите на капризите на сексуалния подбор. Системата за чифтосване на елени диктува, че мъжете охраняват територии и си запазват правото да се чифтосват с женски в рамките на тези територии. Както можете да си представите, притежаването на няколко оръжия за глава помага. И ако по-големите оръжия за глава са склонни да победят по-малки оръжия с глава, както ще видите в произволен брой видеоклипове в YouTube, тогава тези гени са по-склонни да се предадат на следващото поколение долари.
Правенето на рога е една от най-енергийните дейности, които тялото може да направи, до създаване на нов живот. (Ерик Килби / Flickr) Но дори ключовата роля на рога в борбата и впечатляването на дамите не може да обясни напълно техните гранични магически свойства. Помислете това: още през 60-те години на миналия век учените трансплантирали някои от тези образуващи мравунякови клетки върху различна част от черепа на елените и наблюдавали как започва да се образува мравуняк. И същото се случва, ако пресадите тези клетки върху крака на елените. (Снимки тук.)
Сега вземете това: Ако отрежете мравунякови клетки от главата на елен и ги трансплантирате на челото на мишка, тази мишка ще започне да покълва материал, наподобяващ рога .
Може би не е изненада, че някои учени смятат, че роговете могат да пазят няколко тайни, които бихме могли да използваме за медицина, растеж на нервите и дори регенерация на крайниците. Никой не предлага да растат рога на хора, но си представете какво бихме могли да направим с невероятните генеративни възможности на тези клетки.
Волфганг Пита Томас, невролог от университета във Вашингтон в Сейнт Луис, е един от вярващите. „Тъй като мравката расте бързо, достигайки до 2 см на ден, нервите трябва да съответстват на това темпо“, пише Пита Томас в имейл. "Това означава, че те се регенерират 10 пъти по-бързо от човешкия нерв!"
Това е важно, защото ако можем да разберем как тези нерви се движат толкова бързо, може би ще успеем да го използваме, за да подтикнем собствената си нервна система да се регенерира, когато тя е повредена, да речем, в случай на параплегично нараняване. В момента имаме няколко начина да постигнем този вид изцеление на малки стъпки, казва Пита Томас, включително присаждане на нерви от друг регион и използване на изкуствени колагенови канали, които могат да насочат растежа на нервите.
Но тези методи се борят, ако разстоянието, което нервите трябва да пресекат, е повече от инч. За разлика от тях, „нервите, присъстващи в еленовите рога, могат да се регенерират до няколко фута за по-малко от три месеца“, казва Пита Томас. „Надяваме се да приложим същите механизми или молекули за един ден да подобрим регенерацията на нервите при хората.“
Пита Томас и неговите колеги вече са идентифицирали три от протеините, участващи в бързото производство на нерви на мравка, и са установили, че сензорните неврони растат по-бързо, когато и трите присъстват в културата. „Ние забелязахме, че засилването на растежа на нервите е много повече от сумата на техните единични ефекти, което означава, че те работят синергично“, каза той.
Ето: бучка мравунякова тъкан, растяща върху мишка. (Chunyi Li, AJ Harris, JM Suttie / Journal of Experimental Zoology, 2001) Други учени се интересуват от рога поради това, което те биха могли да ни научат за клетъчната памет или бъдещето на клетката може да бъде оформено от минали събития. Например, ако елен претърпи нараняване на основата на рога си (наречен педикула), той може да доведе до създаване на деформиран рог на това място в продължение на много години, след като първоначалната рана зарасне. Понякога новата форма на рога продължава цял живот.
Това е още едно от умопомрачителните качества на рога, казва Майкъл Левин, биолог на развитието в университета в Туфтс: Те могат да ни научат как животните, които могат да се регенерират, помнят собствените си форми.
Едно от обясненията за тази така наречена памет, която изследванията на Левин се нарича биоелектричност, или дребните, комуникативни заряди, търгувани между нашите клетки. Левин и други са свързвали тази обща, но мистериозна сила с неща като форма на тялото, регенерация на крайници и заздравяване на рани. Например, той е показал, че плоските червеи, които са били подправени биоелектриката, могат да бъдат приложени за регенериране с две глави.
Към момента знаем много повече за това как плоските червеи управляват своите регенеративни сили, отколкото елените, но Левин казва, че ролята на биоелектриката вероятно е същата. Просто плоските червеи са мънички, те растат бързо и им е удобно да липсват бодливи кости на лицето, върху които учените могат да бъдат нанесени.
Дори това, което мислим, че знаем за растежа на рога, се оказва, че има нови обрати. Например, Fleegle казва, че има общо правило за всеки критерий, че колкото по-добро е местообитанието му, толкова по-здрави и здрави ще бъдат популациите му. А за елените тази конвенционална мъдрост трябва да се преведе в масивни стелажи. Но изследване, публикувано през 2009 г., показва, че истината е по-сложна.
В действителност, когато не получават достатъчно за ядене, докато са бременни и кърмят, всяко потомство, което произвеждат от мъжки пол, ще има затихнал растеж на мравуняка през целия си живот. Удивително е, че това важи дори ако мъжките кокошки са допълнени с високо питателна храна.
Може да си мислите, че тази черта ще бъде наследствена, ако мъглявите мъжки някога успеят да накарат собствените си млади. Всъщност мъжете от второ поколение, които са родени от майки с нормално количество храна, са имали стелажи, които са повече или по-малко типични. Всичко това показва колко важни са майките в голямата схема на нещата и защо Флигъл казва, че има любов / омраза връзка с рога.
„Ядосвам се за рога, защото момчетата получават цялото внимание, но момичетата никога не го правят“, казва тя.
Спомнете ли си как растежът на рога е почти толкова напрегнат на тялото на елен, колкото бременността? Не че е състезание, но има една дейност, която джудже и двете, и това е лактация - друга провинция на дамите. Според Флигъл, гнездо изразходва повече от три пъти повече енергия по време на върховото производство на мляко, отколкото долар, за да произведе роговете си.
Изглежда и двата пола имат багажник, достоен за нашето чудо.
