Geweih sind wundersame Gesichtsorgane, die der menschlichen Gesundheit zugute kommen könnten

Jedes Frühjahr passiert in praktisch jedem Wald der kontinentalen Vereinigten Staaten ein Wunder: Alle männlichen Hirsche beginnen, seltsame, sich drehende Organe aus ihren Stirnen zu sprießen. Sie kennen diese magischen Strukturen wahrscheinlich als Geweih. Aber hast du jemals darüber nachgedacht, wie sie funktionieren?

Zuerst beginnen zwei silber-Dollar-große Flecken von Zellen auf dem Kopf eines Bucks, Gewebe in einem halsbrecherischen Tempo zu produzieren., Aber diese gewundenen Wucherungen bestehen nicht aus toten Zellen, wie Ihren Fingernägeln, Haaren oder dem Keratin, das ein Widderhorn erzeugt. Diese Zellen sind lebendig.

Von Ende März bis Anfang Herbst sind die Knospengeweihe eines Bucks mit einer Schicht unscharfer Haut bedeckt, die „Samt“ genannt wird, wie weiches Moos, das einen glatten Stein bedeckt. Unter dieser Schutzschicht schnüren sich Blutgefäße und Nerven um sich schnell entwickelnde Knochen, als würde dem Tier ein Femur wachsen, der keinen Muskel umgibt. Wenn das Geweih wächst, verzweigen sie sich in immer größere Gabeln.

Kommen herbst, der samt beginnt zu schrumpfen und sterben., Das Geweih juckt wahnsinnig, und das männliche Reh rennt herum und versucht, seinen Samt loszuwerden, indem es seine neuen Spielsachen an kleinen Setzlingen und Ästen reibt. (Diese Kratzpfosten werden „Rubs“genannt.) Sobald sich der Samt löst, zeigt er den ganzen glatten, verkalkten Knochen darunter. Jetzt ist der Buck bereit, Krieg gegen seine Rivalen zu führen und für sein Recht zu kämpfen, sich mit allen Frauen zu paaren, die er finden kann.

Tiere mit knöchernen Wucherungen, die als Hörner bekannt sind-Nashörner, Widder, Impala—neigen dazu, sie jung zu züchten und ihr ganzes Leben lang zu halten. Geweih hingegen wird jedes Jahr neu geboren., Das ist richtig: Dieser komplizierte Zyklus von Wachstum, Leben, Tod und Juckreiz passiert jedes Jahr.

Abgesehen von dieser Tatsache ist das Bemerkenswerte an der Geweihentwicklung, wie schnell es passiert. Tiere wie der Seestern oder der Gecko sind vielleicht am besten für ihre schnelle Regeneration der Gliedmaßen bekannt, aber Hirsche gehören tatsächlich zu den schnellsten Organbauern im Tierreich. Wenn das Essen reichlich ist und ein Dollar gesund ist, können seine Zinken mit einer Rate von etwa drei Viertel Zoll pro Tag wachsen. Stellen Sie sich vor, Ihre Haare oder Fingernägel wuchsen so schnell!,

Im Gegensatz zu Stoßzähnen oder Hörnern beginnen Geweihe als lebende Organe in einer Hautschicht, die als „Samt“ bekannt ist.“(Eric Kilby / Flickr)

Aber in der Biologie, wie in der Wirtschaft, gibt es kein kostenloses Mittagessen, was bedeutet, dass all das Sprießen kostet. Egal wie viele Beeren und Eicheln ein männliches Reh verbraucht, er kann die Energie, die in seine schneidigen Kopfschmuck getrieben wird, nicht vollständig wettmachen., Um das Hauptbuch auszugleichen, wird sein Körper tatsächlich Nährstoffe aus anderen Teilen des Skeletts für den Einsatz im Geweih abschöpfen.

„Sie rauben sozusagen von Peter aus, um Paul zu bezahlen“, sagt Jeannine Fleegle, eine auf Hirsche und Elche spezialisierte Wildbiologin für die Pennsylvania Game Commission. Dieser Prozess wird als zyklische reversible Osteoporose bezeichnet und zielt zunächst auf Bereiche ab, die kein Gewicht tragen, wie die Rippen.

Insgesamt schätzen Studien der Hirsch-Energetik, dass der Tribut der Geweih-Generation knapp hinter der Schwangerschaft zurückbleibt, so Fleegle., (Ebenso, wenn eine schwangere Mutter nicht genug Kalzium bekommt, wird ihr Körper einige von ihren Knochen abschöpfen, um das Skelett ihres wachsenden Babys aufzubauen.) Mit anderen Worten, es ist fast so anstrengend für Männer, Knochen aus ihrer Stirn zu sprießen, wie es für Frauen ist, eine ganz neue Lebensform in ihrem Mutterleib zu schaffen.

Der traurige Teil ist, Bucks nicht einmal bekommen, um diese hart verdienten Geweih für das Leben zu halten. Nach der Paarungszeit haben die Männchen keinen Gebrauch mehr für ihr Geweih, und tatsächlich ist es eine Art Schmerz, sie zu behalten., Also springen die Strukturen einfach ab und werden zurückgelassen wie die gestrigen Papiere, und die Hirsche machen mit ihrem Leben weiter.

Dies mag angesichts des Opfers, das an ihrer Schöpfung beteiligt ist, lächerlich klingen. Aber Hirsche sind nicht sentimental. Noch wichtiger wäre, diese Geweihe zu behalten, wäre eine große Haftung. Zunächst einmal sind sie schwer. Die größte Hirschart, der Elch, kann Geweihe haben, die bis zu 40 Pfund wiegen. Dies ist die Definition von Eigengewicht.

Sie sind auch gefährlich. Geweihe können sich in Bäumen und Zäunen verfangen und im Allgemeinen die Bewegung des Tieres im Wald einschränken., Manchmal können Hirsche und andere Zerviden ihr Geweih zusammen mit einem Rivalen sperren. Wenn sich die Tiere nicht befreien können, sterben sie an Hunger-oder ertrinken, wie das jetzt berüchtigte Beispiel der beiden Elchkadaver zeigt, die aus einem gefrorenen Fluss geschnitten wurden.

Warum also überhaupt mit dem ganzen Geweih Wachstum Sache stören?

Dafür können Sie den Launen der sexuellen Selektion danken. Das Hirsch-Paarungssystem schreibt vor, dass Männchen Territorien bewachen und das Recht behalten, sich mit Weibchen in diesen Territorien zu paaren. Wie Sie sich vorstellen können, hilft der Besitz einiger Kopfwaffen., Und wenn größere Kopfwaffen dazu neigen, kleinere Kopfwaffen zu besiegen, wie Sie in einer beliebigen Anzahl von YouTube-Videos sehen werden, werden diese Gene eher an die nächste Generation von Dollars weitergegeben.

Geweih zu machen ist eine der energiesaugenden Aktivitäten, die ein Körper neben der Schaffung von neuem Leben ausführen kann. (Eric Kilby / Flickr)

Aber auch Geweih Schlüsselrolle im Kampf und beeindrucken die Damen können nicht vollständig erklären, ihre magischen Eigenschaften borderline., Bedenken Sie Folgendes: In den 1960er Jahren transplantierten Wissenschaftler einige dieser geweihbildenden Zellen auf einen anderen Teil des Hirschschschädels und beobachteten, wie sich ein Geweih zu bilden begann. Und das Gleiche passiert, wenn Sie diese Zellen auf das Bein des Hirsches transplantieren. (Fotos hier.)

Erhalten Sie nun Folgendes: Wenn Sie Geweihzellen vom Kopf eines Hirsches abschneiden und auf die Stirn einer Maus transplantieren, beginnt diese Maus geweihähnliches Material zu sprießen.,

Vielleicht ist es keine Überraschung, dass einige Wissenschaftler denken, Geweihe könnten ein paar Geheimnisse enthalten, die wir für Medizin, Nervenwachstum und sogar die Regeneration von Gliedmaßen verwenden könnten. Niemand schlägt vor, Geweih auf Menschen zu wachsen, aber stellen Sie sich vor, was wir mit den erstaunlichen generativen Fähigkeiten dieser Zellen tun könnten.

Wolfgang Pita Thomas, ein Neurowissenschaftler an der Washington University in St. Louis, einer der Gläubigen. „Da das Geweih schnell wächst und bis zu 2 cm pro Tag erreicht, müssen die Nerven diesem Tempo entsprechen“, schreibt Pita Thomas in einer E-Mail., „Das bedeutet, dass sie sich 10 mal schneller regenerieren als der menschliche Nerv!“

Dies ist wichtig, denn wenn wir herausfinden können, wie sich diese Nerven so schnell bewegen, können wir sie möglicherweise verwenden, um unser eigenes Nervensystem zur Regeneration anzuregen, wenn es beispielsweise bei einer querschnittsgelähmten Verletzung beschädigt wurde. Derzeit haben wir einige Möglichkeiten, diese Art der Heilung in kleinen Schritten zu erreichen, sagt Pita Thomas, einschließlich der Transplantation von Nerven aus einer anderen Region und der Verwendung künstlicher Kollagenleitungen, um das Nervenwachstum zu steuern.,

Aber diese Methoden kämpfen, wenn der Abstand, den die Nerven überqueren müssen, mehr als einen Zoll beträgt. Im Gegensatz dazu“ können sich die Nerven im Hirschgeweih in weniger als drei Monaten bis zu mehreren Fuß regenerieren“, sagt Pita Thomas. „Wir hoffen, die gleichen Mechanismen oder Moleküle anzuwenden, um eines Tages die Nervenregeneration beim Menschen zu verbessern.“

Pita Thomas und seine Kollegen haben bereits drei der Proteine identifiziert, die an der schnellen Nervenproduktion des Geweihs beteiligt sind, und festgestellt, dass sensorische Neuronen schneller wachsen, wenn alle drei in einer Kultur vorhanden sind., „Wir beobachteten, dass die Verstärkung des Nervenwachstums viel mehr war als die Summe ihrer einzelnen Effekte, was bedeutet, dass sie synergistisch arbeiten“, sagte er.

Siehe: Ein Klumpen Geweihgewebe wächst auf einer Maus. (Chunyi Li, A. J. Harris, J. M. Suttie / Journal of Experimental Zoology, 2001)

Andere Wissenschaftler interessieren sich für Geweihe, weil sie uns vielleicht etwas über das Zellgedächtnis beibringen können, oder die Zukunft einer Zelle kann durch vergangene Ereignisse geprägt werden., Wenn zum Beispiel ein Reh eine Verletzung an der Basis seines Geweihs erleidet (Stiel genannt), kann es viele Jahre lang an dieser Stelle ein deformiertes Geweih bilden, nachdem die anfängliche Wunde verheilt ist. Manchmal dauert die neue Geweihform ein Leben lang.

Dies ist eine weitere überwältigende Eigenschaft von Geweih, sagt Michael Levin, Entwicklungsbiologe an der Tufts University: Sie können uns beibringen, wie Tiere, die sich regenerieren können, sich an ihre eigenen Formen erinnern.,

Eine Erklärung für dieses sogenannte Gedächtnis, das Levin erforscht, nennt man Bioelektrizität oder die winzigen, kommunikativen Ladungen, die zwischen unseren Zellen gehandelt werden. Levin und andere haben diese gemeinsame, aber mysteriöse Kraft mit Dingen wie Körperform, Regeneration der Gliedmaßen und Wundheilung in Verbindung gebracht. Zum Beispiel hat er gezeigt, dass Plattwürmer, an denen ihre Bioelektrizität manipuliert wurde, gezwungen werden können, sich mit zwei Köpfen zu regenerieren.

Ab sofort wissen wir viel mehr darüber, wie Plattwürmer ihre regenerativen Kräfte verwalten als Hirsche, aber Ljewin sagt, dass die Rolle der Bioelektrizität wahrscheinlich die gleiche ist., Es ist nur so, dass Plattwürmer winzig sind, schnell wachsen und bequem stachelige Gesichtsknochen fehlen, auf die Wissenschaftler aufgespießt werden könnten.

Selbst das, was wir über Geweihwachstum zu wissen glauben, entpuppt sich als neue Wendungen. Zum Beispiel sagt Fleegle, dass es für jedes Lebewesen eine allgemeine Regel gibt, dass je besser sein Lebensraum ist, desto gesünder und robuster wird seine Population sein. Und für Hirsche sollte diese konventionelle Weisheit in massive Racks übersetzen. Eine 2009 veröffentlichte Studie zeigt jedoch, dass die Wahrheit komplizierter ist.,

In der Tat, wenn sie während der Schwangerschaft und Stillzeit nicht genug zu essen bekommen, wird jeder männliche Nachwuchs, den sie produzieren, ihr ganzes Leben lang ein verkümmertes Geweihwachstum haben. Erstaunlicherweise gilt dies auch dann, wenn die männlichen Fawns mit sehr nahrhaftem Futter ergänzt werden.

Sie könnten denken, dass diese Eigenschaft vererbt würde, sollten die wimpy Männer jemals schaffen, jung von ihren eigenen zu zeugen. Tatsächlich hatten Männer der zweiten Generation, die von Müttern mit einer normalen Menge an Nahrung geboren wurden, Racks, die mehr oder weniger typisch waren., All dies deutet darauf hin, wie wichtig Mütter im großen Schema der Dinge sind und warum Fleegle sagt, dass sie eine Liebe/Hass-Beziehung zu Geweih hat.

„Ich ärgere mich über Geweihe, weil die Jungen die ganze Aufmerksamkeit bekommen, aber die Mädchen tun es nie“, sagt sie.

Denken Sie daran, wie das Geweihwachstum am Körper eines Hirsches fast so anstrengend ist wie die Schwangerschaft? Nicht, dass es ein Wettbewerb ist, aber es gibt eine Aktivität, die sie beide in den Schatten stellt, und das ist die Laktation—eine weitere Aktivität der Damen., Laut Fleegle verbraucht ein Reh während der Spitzenmilchherstellung mehr als dreimal so viel Energie wie ein Bock, um sein Geweih zu produzieren.

Es scheint, dass beide Geschlechter ein Rack haben, das unseres Wunsches würdig ist.

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