Ogni primavera, praticamente in ogni foresta degli Stati Uniti continentali, accade un miracolo: tutti i cervi maschi iniziano a spuntare strani organi torcenti dalla fronte. Probabilmente conosci queste strutture magiche come palchi. Ma hai mai pensato a come funzionano?
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In primo luogo, due chiazze di cellule delle dimensioni di un dollaro d'argento sulla testa di un dollaro iniziano a sfornare i tessuti a un ritmo vertiginoso. Ma queste escrescenze tortuose non sono costituite da cellule morte, come le unghie, i capelli o la cheratina che crea il corno di un ariete. Queste cellule sono vive .
Da fine marzo fino all'inizio dell'autunno, le corna in erba di un cervo sono coperte da uno strato di pelle sfocata chiamato "velluto", come un morbido muschio che copre una pietra liscia. Sotto questo rivestimento protettivo, i vasi sanguigni e i nervi si intrecciano intorno all'osso in rapido sviluppo, come se l'animale stesse crescendo un femore senza muscoli per circondarlo. Man mano che le corna crescono, si ramificano in forchette sempre più grandi.
Vieni in autunno, il velluto inizia a restringersi e morire. Le corna diventano esageratamente pruriginose e il cervo maschio corre in giro cercando di liberarsi del suo velluto strofinando i suoi nuovi giocattoli su piccoli alberelli e rami. (Questi tiragraffi sono chiamati "sfregamenti".) Una volta che il velluto si stacca, rivela sotto tutto l'osso liscio e calcificato. Ora, il dollaro è pronto a fare la guerra contro i suoi rivali e combattere per il suo diritto di accoppiarsi con tutte le femmine che riesce a trovare.
Gli animali con crescite ossee conosciute come corna - rinoceronti, arieti, impala - tendono a farli diventare giovani e mantenerli per tutta la vita. Le corna, al contrario, nascono di nuovo ogni anno. Esatto: questo intricato ciclo di crescita, vita, morte e prurito si verifica ogni anno.
Oltre a ciò, la cosa straordinaria dello sviluppo delle corna è la velocità con cui accade. Animali come la stella marina o il geco possono essere meglio conosciuti per la loro rapida rigenerazione degli arti, ma i cervi sono in realtà tra i più veloci coltivatori di organi nel regno animale. Se il cibo è abbondante e un dollaro è sano, i suoi denti possono crescere a una velocità di circa tre quarti di pollice al giorno. Immagina se i tuoi capelli o le unghie crescessero così in fretta!
A differenza di zanne o corna, le corna iniziano come organi viventi racchiusi in uno strato di pelle noto come "velluto". (Eric Kilby / Flickr) Ma in biologia, come in economia, non c'è pranzo libero, il che significa che tutto ciò che germoglia ha un costo. Non importa quante bacche e ghiande consumano un cervo maschio, non potrà mai compensare completamente l'energia che viene incanalata negli ornamenti della sua testa sfrenata. Per bilanciare il libro mastro, il suo corpo assorbirà effettivamente i nutrienti da altre parti dello scheletro da utilizzare nelle corna.
"Derubano da Peter per pagare Paul, per così dire", dice Jeannine Fleegle, biologa naturalista specializzata in cervi e alci per la Pennsylvania Game Commission. Questo processo si chiama osteoporosi ciclica reversibile e inizia prendendo di mira aree che non sopportano il peso, come le costole.
Tutto sommato, gli studi sull'energia dei cervi stimano che il bilancio della generazione di corna è in ritardo rispetto alla gestazione, secondo Fleegle. (Allo stesso modo, se una madre incinta non ottiene abbastanza calcio, il suo corpo ne sottrarrà un po 'dalle ossa per aiutare a costruire lo scheletro del suo bambino in crescita.) In altre parole, è quasi faticoso per i maschi far spuntare le ossa dalla fronte come è per le femmine creare una forma di vita completamente nuova nei loro uteri.
La parte triste è che i dollari non riescono nemmeno a mantenere quelle corna duramente guadagnate per la vita. Dopo la stagione degli amori, i maschi non hanno più alcun vantaggio per le loro corna, e infatti tenerli è una specie di dolore. Quindi le strutture saltano fuori e rimangono indietro come i giornali di ieri, e i cervi continuano con le loro vite.
Questo potrebbe sembrare ridicolo, dato il sacrificio coinvolto nella loro creazione. Ma i cervi non sono sentimentali. Ancora più importante, mantenere quelle corna sarebbe una grande responsabilità. Prima di tutto, sono pesanti. Le più grandi specie di cervi, l'alce, possono avere corna che pesano fino a 40 libbre. Questa è la definizione di peso morto.
Sono anche pericolosi. Le corna possono essere catturate da alberi, recinti e generalmente limitare il movimento dell'animale attraverso i boschi. A volte, cervi e altri cervidi possono bloccare le loro corna insieme a un rivale. Se gli animali non riescono a liberarsi, moriranno di fame o di annegamento, come evidenziato dall'ormai famigerato esempio delle due carcasse di alci tagliate da un fiume ghiacciato.
Quindi perché preoccuparsi di tutto ciò che riguarda la crescita delle corna?
Per questo, puoi ringraziare i capricci della selezione sessuale. Il sistema di accoppiamento dei cervi impone che i maschi proteggano i territori e mantengano il diritto di accoppiarsi con le femmine all'interno di quei territori. Come puoi immaginare, possedere alcune armi alla testa aiuta. E se armi da testa più grandi tendono a sconfiggere armi da testa più piccole, come vedrai in qualsiasi numero di video di YouTube, è più probabile che quei geni vengano trasmessi alla prossima generazione di dollari.
Fare corna è una delle attività più succhiatori di energia che un corpo può fare, accanto a creare una nuova vita. (Eric Kilby / Flickr) Ma anche il ruolo chiave delle corna nel combattere e impressionare le donne non può spiegare appieno le loro proprietà magiche limite. Considera questo: negli anni '60, gli scienziati hanno trapiantato alcune di queste cellule che formano la corna su una parte diversa del cranio del cervo e hanno osservato mentre una corna iniziava a formarsi. E la stessa cosa succede se trapianti quelle cellule sulla gamba del cervo. (Foto qui.)
Ora prendi questo: se tagli le cellule di corna dalla testa di un cervo e le trapiantate sulla fronte di un topo, quel topo inizierà a germogliare materiale simile a una corna .
Forse non è una sorpresa che alcuni scienziati pensino che le corna possano contenere alcuni segreti che potremmo usare per la medicina, la crescita dei nervi e persino la rigenerazione degli arti. Nessuno sta suggerendo di far crescere le corna sulle persone, ma immagina cosa potremmo essere in grado di fare con le incredibili capacità generative di quelle cellule.
Wolfgang Pita Thomas, neuroscienziato alla Washington University di St Louis, è uno dei credenti. "Mentre la corna cresce rapidamente, raggiungendo fino a 2 cm al giorno, i nervi devono corrispondere a quel ritmo", scrive Pita Thomas in un'e-mail. "Ciò significa che si rigenerano 10 volte più velocemente del nervo umano!"
Questo è importante perché se riusciamo a capire come questi nervi si muovono così velocemente, potremmo essere in grado di usarlo per stimolare il nostro sistema nervoso a rigenerarsi quando è stato danneggiato, diciamo, nel caso di una lesione paraplegica. Attualmente, abbiamo alcuni modi per realizzare questo tipo di guarigione in piccoli incrementi, afferma Pita Thomas, incluso l'innesto di nervi da un'altra regione e l'utilizzo di condotti di collagene artificiale per guidare la crescita dei nervi.
Ma questi metodi fanno fatica se la distanza che i nervi devono attraversare è più di un pollice. Al contrario, "i nervi presenti nelle corna di cervo possono rigenerarsi fino a diversi piedi in meno di tre mesi", afferma Pita Thomas. "Speriamo di applicare gli stessi meccanismi o molecole a un giorno per migliorare la rigenerazione dei nervi nell'uomo".
Pita Thomas e i suoi colleghi hanno già identificato tre delle proteine coinvolte nella rapida produzione di nervi della corna e hanno scoperto che i neuroni sensoriali crescono più velocemente quando tutti e tre sono presenti in una cultura. "Abbiamo osservato che il miglioramento della crescita del nervo era molto più della somma dei loro singoli effetti, il che significa che lavorano in sinergia", ha detto.
Ecco: un pezzo di tessuto di corna che cresce su un topo. (Chunyi Li, AJ Harris, JM Suttie / Journal of Experimental Zoology, 2001) Altri scienziati sono interessati alle palchi a causa di ciò che potrebbero essere in grado di insegnarci sulla memoria cellulare, oppure il futuro di una cellula può essere modellato da eventi passati. Ad esempio, se un cervo subisce un infortunio alla base della sua corna (chiamata peduncolo), può finire per creare una corna deformata in quel sito per molti anni dopo che la ferita iniziale è guarita. A volte la nuova forma di corna dura una vita.
Questa è un'altra delle qualità strabilianti delle corna, afferma Michael Levin, biologo dello sviluppo alla Tufts University: possono insegnarci come gli animali che possono rigenerarsi ricordano le proprie forme.
Una spiegazione per questa cosiddetta memoria che Levin ricerca è chiamata bioelettricità, ovvero le minuscole cariche comunicative scambiate tra le nostre cellule. Levin e altri hanno collegato questa forza comune ma misteriosa a cose come la forma del corpo, la rigenerazione degli arti e la guarigione delle ferite. Ad esempio, ha dimostrato che i vermi piatti a cui è stata manomessa la loro bioelettricità possono essere persuasi a rigenerarsi con due teste.
Ad oggi, sappiamo molto di più su come i vermi piatti gestiscono i loro poteri rigenerativi rispetto ai cervi, ma Levin afferma che il ruolo della bioelettricità è probabilmente lo stesso. È solo che i vermi piatti sono minuscoli, crescono rapidamente e mancano convenientemente di ossa del viso appuntite su cui gli scienziati potrebbero essere impalati.
Anche ciò che pensiamo di sapere sulla crescita delle corna risulta avere nuovi colpi di scena. Ad esempio, Fleegle afferma che esiste una regola generale per ogni creatura che indica che migliore è il suo habitat, più sana e robusta sarà la sua popolazione. E per i cervi, quella saggezza convenzionale dovrebbe tradursi in enormi scaffali. Ma uno studio pubblicato nel 2009 mostra che la verità è più complicata.
Infatti, quando non ha abbastanza da mangiare durante la gravidanza e l'allattamento, qualsiasi prole maschio che producono avrà una crescita stentata per tutta la vita. Sorprendentemente, questo vale anche se i cerbiatti maschi sono integrati con alimenti altamente nutrienti.
Potresti pensare che questo tratto sarebbe ereditato se i maschi wimpy riuscissero a generare giovani da soli. In realtà, i maschi di seconda generazione che sono nati da madri con una normale quantità di cibo hanno continuato a presentare degli scaffali più o meno tipici. Tutto ciò indica quanto siano importanti le madri nel grande schema delle cose e perché Fleegle afferma di avere una relazione amore / odio con le corna.
"Mi arrabbio per le corna perché i ragazzi ricevono tutta l'attenzione, ma le ragazze non lo fanno mai", dice.
Ricordi come la crescita delle corna è tanto faticosa sul corpo di un cervo quanto essere incinta? Non che sia una gara, ma c'è un'attività che li fa impallidire entrambi, e questa è l'allattamento, un'altra provincia delle donne. Secondo Fleegle, una daina consuma più del triplo di energia durante la produzione di latte di punta rispetto a un dollaro per produrre le sue corna.
Sembra che entrambi i sessi abbiano un rack degno della nostra meraviglia.
