Jak spotyka się Słoń Afrykański
zanim moja miłość do dinozaurów się zaczęła, uwielbiałem słonie . Moja czteroletnia jaźń spędzała godziny na kanapie oglądając filmy dokumentalne o słoniu, przytwierdzony do mojej głowy hełm, a u boku mój wierny towarzysz Koba. (Czarny, Pluszowy Słoń większy ode mnie, Koba wypełniona była tanim farszem, na który byłam uczulona. Miałem przewlekłe zapalenie oskrzeli przez lata, zanim ktokolwiek zorientował się związek i Koba nagle zniknął z mojej sypialni.) A kiedy nie oglądałem ich na planie, wyobrażałem sobie słonie wędrujące po słabo zarośniętych krańcach podmiejskiego podwórka mojej rodziny. Byłem pasterzem moich fikcyjnych Elephantine charges, i, niewinny do tego, że słonie w telewizji uciekały przed strzałami myśliwych, prowadziłem moje wyimaginowane stado z miejsca na miejsce, strzelając do mojego bardziej humanitarnego ” Elephant mover.”
nadal mam sentyment do słoni. Proboscydeanie są cudownie dziwnymi rezultatami zaadaptowanymi przez miliony lat ewolucji-ogromne, chodzące kadzi fermentacyjne z prehensilnymi pyskami, wielki stopień inteligencji i intensywne życie emocjonalne. Gdybym próbował wyjaśnić, czym jest słoń komuś, kto nigdy wcześniej go nie widział lub nie słyszał, nie mógłbym ich winić, gdyby myśleli, że wziąłem kilka zbyt wielu pociągnięć z butelki. Słonie są naprawdę fantastycznymi stworzeniami, tym wspanialszymi, że jest o nich jeszcze wiele, o których nie wiemy. Jak maleńki płód słonia wyrasta na największego ssaka lądowego na świecie, jest jednym z skrawków tego wciąż tajemniczego terytorium.
na początku tego tygodnia napisałem krótki artykuł Dla Nature News o badaniu, które oszacowało minimalny czas potrzebny ssakowi wielkości myszy na ewolucję do wzrostu słonia na około 24 miliony pokoleń. Jest dobry powód, dla którego inflacja ssaków trwa tak długo. Życie na dużą skalę wymaga szeregu modyfikacji strukturalnych, takich jak mocne nogi, aby utrzymać lepsze ciało przez wiele, wiele pokoleń. Jakkolwiek wspaniałe mogą być takie ewolucyjne przemiany, wczesny rozwój współczesnych słoni jest równie spektakularny. Każdy słoń, który kiedykolwiek żył, zaczynał jako pojedyncza komórka. W ciągu 640 dni lub dłużej rozwijający się płód słonia afrykańskiego zmienia się z mikroskopijnej plamki w ważącego 200 funtów noworodka, a jeśli to dziecko będzie miało szczęście, urośnie do ważenia ponad 3 ton i stanie ponad 9 stóp wysoko na ramieniu jako dorosły.
ale do tej pory nikt nie wiedział, jak szkielety tych małych słoni rozwinęły się w łonie matki. Różne aspekty reprodukcji słoni zostały opisane wcześniej, ale seria zmian anatomicznych płodu słoni nie otrzymała wiele uwagi. W opublikowanym w tym tygodniu dokumencie „Proceedings of the Royal Society B” zoolog z Uniwersytetu w Cambridge Lionel Hautier i współautorzy ostatecznie zarysowali, w jaki sposób rosną szkielety płodu słoni.
celem pracy było rozpoznanie czasu kostnienia u małych słoni afrykańskich – kiedy chrząstka tworząca rozwijające się szkielety zostaje zastąpiona przez kość. Hautier i jego współpracownicy zbadali i wykonali tomografię komputerową 17 nienarodzonych słoni afrykańskich, których rozmiary wahały się od nieco ponad cala do prawie stopy. Dramatyczne zmiany w nienarodzonych słoni są łatwe do zauważenia. U maleńkiego, 99-dniowego okazu tylko części szczęk, ramienia i kończyn górnych są skostnione, ale przez 118 dni większa część czaszki, wiele żeber i dodatkowe części kończyn przekształciły się w kość. Dwa miesiące później, około 176 dni, szkielet jest dobrze rozwinięty, a główne pozostałe obszary chrząstki znajdują się wokół różnych stawów kończyn.
w szczegółach jednak słonie afrykańskie rozwijają się w subtelny sposób niż wiele innych ssaków łożyskowych. Jeśli chodzi o czaszkę, słonie afrykańskie są jak inne ssaki w rozwijaniu swoich szczęk jako pierwsze, ale różnią się tym, że poszczególne elementy czaszki – okresowy (element otaczający otwór uszny) i basiockopital (element graniczący z otworem u podstawy czaszki) – zmieniają się w kość stosunkowo późno. W pozostałej części szkieletu słonie afrykańskie różnią się od innych łożyskowców tym, że mają części bioder, górne ramiona i kręgi tułowia kostnieją wcześnie, podczas gdy kręgi szyjne i palce kostnieją późno.
do czasu, gdy słoń płodu jest około 1/3 drogi przez okres ciąży, dziewięćdziesiąt procent elementów szkieletowych co najmniej zaczął zmieniać się w kość. To wczesne i szybkie kostnienie kontrastuje z wzorcem rozwoju obserwowanym u niektórych innych ssaków. Hautier i współautorzy zwracają uwagę, że myszy, chomiki i inne gryzonie osiągają ten sam stopień kostnienia tylko w ostatniej części okresu ciąży, blisko urodzenia, chociaż może to być osobliwością gryzoni. Ta niepewność wynika z faktu, że tylko kilka ssaków łożyskowych zostało zbadanych na tyle dobrze, aby wiedzieć, jak ich szkielety rozwijają się w łonie matki. Ogólnie rzecz biorąc, nowe badanie wydaje się popierać tezę, że ssaki łożyskowe z długim okresem ciąży mają Młode, których szkielety zaczynają skostnieć stosunkowo wcześnie.
przedspołeczna natura małych słoni może wydawać się dobrym powodem tak szybkiego rozwoju. Nowonarodzony słoń musi szybko chodzić i nadążać za stadem – praktycznie uderza w ziemię. Dobrze rozwinięty, wytrzymały szkielet jest koniecznością. Ale Hautier i współpracownicy zwracają uwagę, że szkielety naszego gatunku zaczynają skostnieć mniej więcej w tym samym czasie w ciąży, co słonie płodowe, pomimo faktu, że rodzimy się bezradni i wymagamy długiego czasu, zanim będziemy mogli zacząć się poruszać. Małe słonie z pewnością wymagają dobrze rozwiniętego szkieletu, aby nadążyć za matkami, ale wczesny początek kostnienia może nie być związany z ich przedwczesnym życiem. Teraz, kiedy już wiemy, jak małe słonie zaczynają rosnąć, być może możemy zacząć rozwiązywać niektóre z pozostałych zagadek.