Hvordan en afrikansk elefant kommer sammen

før min kærlighed til dinosaurer sparkede ind, elskede jeg elefanter. Mit fire år gamle selv tilbragte timer på sofaen og så på elefantdokumentarer, pith hjelm fastgjort til mit hoved og min trofaste ledsager Koba ved min side. (En sort, Plys elefant større end jeg var, Koba var fyldt med en billig fyldning, jeg var allergisk over for. Jeg havde kronisk bronkitis i årevis, før nogen fandt ud af forbindelsen, og Koba forsvandt pludselig fra mit soveværelse.) Og da jeg ikke så dem på sættet, forestillede jeg mig elefanter, der strejfede de tyndt vegeterede grænser i min families forstæder baghave. Jeg var hyrden for mine fiktive elefantinafgifter, og, uskyldig for det faktum, at elefanterne på TV løb fra jægernes skud, jeg guidede min imaginære besætning fra sted til sted ved at skyde Min mere humane “elefantflytter.”

Jeg har stadig en kærlighed til elefanter. Proboscideans er vidunderligt mærkelige resultater tilpasset af millioner af års evolution-enorme, gående gæringsbeholdere med præhensile snouts, en stor grad af intelligens, og intense følelsesmæssige liv. Hvis jeg forsøgte at forklare, hvad en elefant er for nogen, der aldrig havde set en eller hørt om en før, kunne jeg ikke bebrejde dem, hvis de troede, at jeg havde taget et par for mange træk fra flasken. Elefanter er virkelig fantastiske skabninger, gjort desto mere vidunderlige af det faktum, at der stadig er meget om dem, vi ikke kender. Hvordan et lille elefantfoster vokser ind i verdens største landpattedyr er et plaster på det stadig mystiske område.

tidligere i denne uge skrev jeg en kort artikel til Nature nyheder om en undersøgelse, der estimerede den minimale tid, der kræves for et musestørrelse pattedyr at udvikle sig til elefantstatur på omkring 24 millioner generationer. Der er god grund til, at pattedyrsinflationen tager så lang tid. At leve stort kræver en række strukturelle ændringer, såsom stout ben for at understøtte en heftigere krop, i løbet af mange, mange generationer. Endnu, så storslået som sådanne evolutionære transformationer kan være, den tidlige vækst af moderne elefanter er lige så spektakulær. Hver elefant, der nogensinde har levet, startede som en enkelt celle. Over 640 dage eller mere går et udviklende afrikansk elefantfoster fra en mikroskopisk speck til en 200 pund nyfødt, og hvis den baby er heldig, vil den vokse til at veje over 3 tons og stå mere end ni meter højt ved skulderen som voksen.

men indtil nu vidste ingen, hvordan skeletterne af de små elefanter udviklede sig i livmoderen. Forskellige aspekter af elefantgengivelse er blevet beskrevet før, men serien af anatomiske ændringer, som elefantfostre gennemgår, har ikke fået meget opmærksomhed. I en Proceedings of the Royal Society B-papir, der blev offentliggjort i denne uge, skitserer University of Cambridge-læge Lionel Hautier og medforfattere endelig, hvordan skeletterne af føtale elefanter vokser.

formålet med undersøgelsen var at skelne tidspunktet for nedbrydning hos afrikanske elefanter – når brusk, der udgør deres udviklende skeletter, erstattes af knogler. Hautier og kolleger studerede og tog CT-scanninger af 17 ufødte afrikanske elefanter, der varierede i størrelse fra lidt mere end en tomme til næsten en fod lang. De dramatiske ændringer i de ufødte elefanter er lette at se. I en lille, 99 dage gammel prøve er kun dele af kæberne, overarmen og overbenene forbenet, men efter 118 dage er en større del af kraniet, mange af ribbenene og yderligere dele af lemmerne omdannet til knogler. To måneder senere, omkring 176 dage, er skelettet veludviklet, og de største resterende områder af brusk findes omkring de forskellige lemmer.

i detaljerne Udvikler afrikanske elefanter på subtilt forskellige måder fra mange andre placentale pattedyr. Med hensyn til kraniet er afrikanske elefanter som andre pattedyr i udviklingen af deres kæber først, men adskiller sig i de særlige kraniumelementer – det periodiske (et element, der omgiver øreåbningen) og basioccopital (et element, der grænser op til hullet i bunden af kraniet) – skift til knogle relativt sent. Og, i resten af skelettet, afrikanske elefanter adskiller sig fra andre placentaler ved at have dele af hofterne, overarmene, og bagagerumshvirvlerne forbener tidligt, mens nakkehvirvlerne og fingrene forbener sent.

på det tidspunkt, hvor føtalelefanten er omkring en tredjedel af vejen gennem svangerskabsperioden, er halvfems procent af skeletelementerne i det mindste begyndt at skifte til knogler. Denne tidlige og hurtige ossifikation står i skarp kontrast til det udviklingsmønster, der ses hos nogle andre pattedyr. Hautier og medforfattere påpeger, at mus, hamstere og andre gnavere kun når den samme grad af nedbrydning i den sidste del af svangerskabsperioden, tæt på fødslen, selvom dette kan være en særegenhed hos gnavere. Denne usikkerhed skyldes, at kun få placentapattedyr er blevet undersøgt godt nok til at vide, hvordan deres skeletter udvikler sig i livmoderen. Generelt synes den nye undersøgelse dog at understøtte ideen om, at placentapattedyr med lange svangerskabsperioder har unge, hvis skeletter begynder at ossificere relativt tidligt.

den precociale karakter af babyelefanter kan synes at være en god grund til en sådan hurtig udvikling. En nyfødt elefant skal hurtigt gå og holde trit med besætningen – de rammer næsten jorden. Et veludviklet, robust skelet er en nødvendighed. Men Hautier og kolleger påpeger, at skeletterne af vores art begynder at ossificere på omtrent samme tid i drægtighed som føtale elefanter på trods af at vi er født hjælpeløse og kræver lang tid, før vi endda kan begynde at bevæge os rundt. Babyelefanter kræver bestemt et veludviklet skelet for at holde trit med deres mødre, men den tidlige begyndelse af ossifikation er muligvis ikke forbundet med deres precociale liv. Nu hvor vi har en grundlæggende forståelse af, hvor lidt elefanter begynder at vokse, kan vi måske begynde at løse nogle af disse resterende gåder.