Come un elefante africano si riunisce

Prima che il mio amore per i dinosauri prendesse il via, adoravo gli elefanti. Il mio auto di quattro anni ha trascorso ore sul divano a guardare documentari sugli elefanti, il casco del midollo saldamente attaccato alla mia testa e il mio fedele compagno Koba al mio fianco. (Un elefante nero e peluche più grande di me, Koba era pieno di un ripieno economico a cui ero allergico. Ho avuto la bronchite cronica per anni prima che qualcuno capito la connessione e Koba improvvisamente scomparso dalla mia camera da letto.) E quando non li guardavo sul set, immaginavo elefanti che vagavano per i confini scarsamente vegetati del cortile suburbano della mia famiglia. Ero il pastore delle mie accuse elefantiache fittizi, e, innocente per il fatto che gli elefanti in televisione sono stati in esecuzione dai colpi di pistola dei cacciatori, ho guidato il mio gregge immaginario da un posto all’altro sparando il mio più umano “elephant mover.”

Ho ancora una predilezione per gli elefanti. I proboscidati sono risultati meravigliosamente strani adattati da milioni di anni di evoluzione – immensi tini di fermentazione a piedi con musi prensili, un grande grado di intelligenza e intense vite emotive. Se cercassi di spiegare cos’è un elefante a qualcuno che non ne aveva mai visto uno o sentito parlare prima, non potrei biasimarli se pensassero che avevo preso qualche tiro di troppo dalla bottiglia. Gli elefanti sono creature davvero fantastiche, rese ancora più meravigliose dal fatto che c’è ancora molto di loro che non conosciamo. Come un piccolo feto elefante cresce nel più grande mammifero terrestre del mondo è una parte di quel territorio ancora misterioso.

All’inizio di questa settimana, ho scritto un breve articolo per Nature News su uno studio che ha stimato il tempo minimo richiesto per un mammifero di dimensioni di topo per evolvere in statura di elefante a circa 24 milioni di generazioni. C’è una buona ragione per cui l’inflazione dei mammiferi richiede così tanto tempo. Vivere in grandi dimensioni richiede una serie di modifiche strutturali, come le gambe robuste per sostenere un corpo più pesante, nel corso di molte, molte generazioni. Eppure, per quanto magnifiche possano essere tali trasformazioni evolutive, la crescita precoce degli elefanti moderni è altrettanto spettacolare. Ogni elefante che sia mai vissuto ha iniziato come una singola cellula. Oltre 640 giorni o più, un feto di elefante africano in via di sviluppo passa da un microscopico speck a un neonato di 200 libbre, e se quel bambino è fortunato crescerà fino a pesare oltre 3 tonnellate e stare più di nove piedi di altezza alla spalla da adulto.

Ma, fino ad ora, nessuno sapeva come si sviluppassero gli scheletri di quei piccoli elefanti nel grembo materno. Diversi aspetti della riproduzione degli elefanti sono stati descritti prima, ma la serie di cambiamenti anatomici che i feti degli elefanti attraversano non ha ricevuto molta attenzione. In un Proceedings of the Royal Society B paper pubblicato questa settimana, lo zoologo dell’Università di Cambridge Lionel Hautier e i coautori delineano finalmente come crescono gli scheletri degli elefanti fetali.

Lo scopo dello studio era di discernere i tempi di ossificazione nei neonati elefanti africani – quando la cartilagine che costituisce i loro scheletri in via di sviluppo viene sostituita dall’osso. Hautier e colleghi hanno studiato e preso TAC di 17 elefanti africani non ancora nati che variavano in dimensioni da poco più di un pollice a quasi un piede di lunghezza. I cambiamenti drammatici negli elefanti non ancora nati sono facili da vedere. In un piccolo esemplare di 99 giorni, solo parti delle mascelle, del braccio e delle zampe superiori sono ossificate, ma da 118 giorni una parte maggiore del cranio, molte delle costole e parti aggiuntive degli arti si sono trasformate in ossa. Due mesi dopo, circa 176 giorni, lo scheletro è ben sviluppato e le principali aree rimanenti della cartilagine si trovano intorno alle varie articolazioni degli arti.

Nei dettagli, però, gli elefanti africani si sviluppano in modi sottilmente diversi da molti altri mammiferi placentari. Per quanto riguarda il cranio, gli elefanti africani sono come altri mammiferi nello sviluppare le loro mascelle prima, ma differiscono in quel particolare elementi del cranio – il periodico (un elemento che circonda l’apertura dell’orecchio) e il basioccopital (un elemento che confina con il foro alla base del cranio) – cambiano in osso relativamente tardi. E, nel resto dello scheletro, gli elefanti africani si distinguono dagli altri placentari per avere parti dei fianchi, delle braccia e delle vertebre del tronco che si ossificano presto mentre le vertebre del collo e le dita si ossificano tardi.

Nel momento in cui l’elefante fetale è circa un terzo del percorso attraverso il periodo di gestazione, il novanta per cento degli elementi scheletrici hanno almeno iniziato a cambiare in osso. Questa precoce e rapida ossificazione contrasta nettamente con il modello di sviluppo visto in alcuni altri mammiferi. Hautier e coautori sottolineano che topi, criceti e altri roditori raggiungono lo stesso grado di ossificazione solo durante l’ultima porzione del periodo di gestazione, vicino alla nascita, anche se questa può essere una peculiarità dei roditori. Questa incertezza è dovuta al fatto che solo pochi mammiferi placentari sono stati studiati abbastanza bene da sapere come si sviluppano i loro scheletri nell’utero. In generale, tuttavia, il nuovo studio sembra supportare l’idea che i mammiferi placentari con lunghi periodi di gestazione abbiano giovani i cui scheletri iniziano a ossificarsi relativamente presto.

La natura precociale dei cuccioli di elefante potrebbe sembrare una buona ragione per tale rapido sviluppo. Un elefante appena nato deve camminare rapidamente e tenere il passo con la mandria – hanno praticamente colpito il terreno in esecuzione. Uno scheletro ben sviluppato e robusto è una necessità. Ma Hautier e colleghi sottolineano che gli scheletri della nostra specie inizia a ossificarsi a circa lo stesso tempo in gestazione come elefanti fetali, nonostante il fatto che siamo nati indifesi e richiedono un lungo lasso di tempo prima che possiamo anche iniziare a muoversi noi stessi. I cuccioli di elefante richiedono certamente uno scheletro ben sviluppato per stare al passo con le loro madri, ma l’inizio precoce dell’ossificazione potrebbe non essere collegato alla loro vita precociale. Ora che abbiamo una comprensione di base di come piccoli elefanti cominciano a crescere, forse possiamo iniziare ad affrontare alcuni di questi puzzle rimanenti.