Wie ein afrikanischer Elefant zusammenkommt

Bevor meine Liebe zu Dinosauriern einsetzte, verehrte ich Elefanten. Mein vierjähriges Ich verbrachte Stunden auf der Couch und sah Elefantendokumentationen, Markhelm fest an meinem Kopf befestigt und mein treuer Begleiter Koba an meiner Seite. (Ein schwarzer, plüschiger Elefant größer als ich war, Koba war mit einer billigen Füllung gefüllt, gegen die ich allergisch war. Ich hatte jahrelang chronische Bronchitis, bevor jemand die Verbindung herausfand und Koba plötzlich aus meinem Schlafzimmer verschwand.) Und als ich sie nicht am Set beobachtete, stellte ich mir Elefanten vor, die durch die spärlich bewachsenen Grenzen des Vorortes meiner Familie streiften. Ich war der Hirte meiner fiktiven Elefantenladungen, und aufgrund der Tatsache, dass die Elefanten im Fernsehen vor den Schüssen von Jägern rannten, führte ich meine imaginäre Herde von Ort zu Ort, indem ich meinen humaneren „Elefantenbeweger“ feuerte.“

Ich habe immer noch eine Vorliebe für Elefanten. Die Rüsseltiere sind wunderbar seltsame Ergebnisse, die durch Millionen von Jahren Evolution angepasst wurden – immense, gehende Fermentationsbottiche mit Greifschnauzen, ein hohes Maß an Intelligenz, und intensives emotionales Leben. Wenn ich versuchte, jemandem zu erklären, was ein Elefant ist, der noch nie einen gesehen oder von einem gehört hatte, konnte ich es ihnen nicht verdenken, wenn sie dachten, ich hätte ein paar zu viele Züge aus der Flasche genommen. Elefanten sind wirklich fantastische Kreaturen, die umso wunderbarer sind, als wir noch viel über sie wissen. Wie ein winziger Elefantenfötus zum größten Landsäugetier der Welt heranwächst, ist ein Stück dieses immer noch mysteriösen Territoriums.Anfang dieser Woche schrieb ich einen kurzen Artikel für Nature News über eine Studie, die die minimale Zeit, die ein mausgroßes Säugetier benötigt, um sich zu Elefantenstatur zu entwickeln, auf etwa 24 Millionen Generationen schätzte. Es gibt gute Gründe, warum die Inflation bei Säugetieren so lange dauert. Living large erfordert eine Reihe von strukturellen Modifikationen, wie dicke Beine, um einen stärkeren Körper im Laufe vieler, vieler Generationen zu unterstützen. Doch so großartig solche evolutionären Transformationen auch sein mögen, das frühe Wachstum moderner Elefanten ist genauso spektakulär. Jeder Elefant, der jemals gelebt hat, begann als einzelne Zelle. Über 640 Tage oder mehr geht ein sich entwickelnder afrikanischer Elefantenfötus von einem mikroskopisch kleinen Fleck zu einem 200 Pfund schweren Neugeborenen über, und wenn dieses Baby Glück hat, wird es über 3 Tonnen wiegen und als Erwachsener mehr als neun Fuß hoch an der Schulter stehen.

Aber bis jetzt wusste niemand, wie sich die Skelette dieser kleinen Elefanten im Mutterleib entwickelten. Verschiedene Aspekte der Elefantenreproduktion wurden bereits beschrieben, aber die Reihe anatomischer Veränderungen, die Elefantenföten durchlaufen, hat nicht viel Aufmerksamkeit erhalten. In einem Proceedings of the Royal Society B Papier veröffentlicht diese Woche, University of Cambridge Zoologe Lionel Hautier und Co-Autoren schließlich skizzieren, wie die Skelette von fötalen Elefanten wachsen.

Ziel der Studie war es, den Zeitpunkt der Verknöcherung bei afrikanischen Elefantenbabys zu bestimmen – wenn der Knorpel, aus dem ihre sich entwickelnden Skelette bestehen, durch Knochen ersetzt wird. Hautier und Kollegen untersuchten und machten CT-Scans von 17 ungeborenen afrikanischen Elefanten, deren Größe von etwas mehr als einem Zoll bis zu fast einem Fuß reichte. Die dramatischen Veränderungen bei den ungeborenen Elefanten sind leicht zu erkennen. In einem winzigen, 99 Tage alten Exemplar sind nur Teile des Kiefers, des Oberarms und der Oberschenkel verknöchert, aber nach 118 Tagen haben sich ein größerer Teil des Schädels, viele der Rippen und zusätzliche Teile der Gliedmaßen in Knochen verwandelt. Zwei Monate später, etwa 176 Tage, ist das Skelett gut entwickelt, und die wichtigsten verbleibenden Knorpelbereiche befinden sich um die verschiedenen Extremitätengelenke.

Im Detail entwickeln sich afrikanische Elefanten jedoch auf subtile Weise anders als viele andere Plazenta-Säugetiere. In Bezug auf den Schädel entwickeln afrikanische Elefanten wie andere Säugetiere zuerst ihre Kiefer, unterscheiden sich jedoch darin, dass bestimmte Schädelelemente – das Periodensystem (ein Element, das die Ohröffnung umgibt) und das Basioccopital (ein Element, das das Loch an der Schädelbasis begrenzt) – relativ spät zu Knochen wechseln. Und im Rest des Skeletts unterscheiden sich afrikanische Elefanten von anderen Plazentalen dadurch, dass Teile der Hüften, der Oberarme und der Rumpfwirbel früh verknöchern, während die Halswirbel und Finger spät verknöchern.

Wenn der fötale Elefant etwa ein Drittel der Tragzeit durchläuft, haben neunzig Prozent der Skelettelemente zumindest begonnen, sich in Knochen zu verwandeln. Diese frühe und schnelle Verknöcherung steht in krassem Gegensatz zu dem Entwicklungsmuster einiger anderer Säugetiere. Hautier und Co-Autoren weisen darauf hin, dass Mäuse, Hamster und andere Nagetiere nur während des letzten Teils der Tragzeit, kurz vor der Geburt, den gleichen Grad an Ossifikation erreichen, obwohl dies eine Besonderheit von Nagetieren sein kann. Diese Unsicherheit ist darauf zurückzuführen, dass nur wenige Plazentasäugetiere gut genug untersucht wurden, um zu wissen, wie sich ihre Skelette im Mutterleib entwickeln. Im Allgemeinen scheint die neue Studie jedoch die Idee zu unterstützen, dass Plazenta-Säugetiere mit langen Tragzeiten Junge haben, deren Skelette relativ früh zu verknöchern beginnen.

Die präsoziale Natur von Elefantenbabys scheint ein guter Grund für diese rasante Entwicklung zu sein. Ein neugeborener Elefant muss schnell gehen und mit der Herde Schritt halten – sie laufen praktisch auf den Boden. Ein gut entwickeltes, robustes Skelett ist eine Notwendigkeit. Aber Hautier und Kollegen weisen darauf hin, dass die Skelette unserer Spezies etwa zur gleichen Zeit in der Schwangerschaft wie fötale Elefanten verknöchern, obwohl wir hilflos geboren werden und eine lange Zeitspanne benötigen, bevor wir uns überhaupt bewegen können. Elefantenbabys benötigen sicherlich ein gut entwickeltes Skelett, um mit ihren Müttern Schritt zu halten, aber der frühe Beginn der Verknöcherung hängt möglicherweise nicht mit ihrem vorsozialen Leben zusammen. Jetzt, da wir ein grundlegendes Verständnis davon haben, wie kleine Elefanten zu wachsen beginnen, können wir vielleicht anfangen, einige dieser verbleibenden Rätsel anzugehen.