Cada primavera, en prácticamente todos los bosques en los Estados Unidos continentales, ocurre un milagro: todos los ciervos machos comienzan a brotar órganos extraños y retorcidos de sus frentes. Probablemente conozcas estas estructuras mágicas como astas. ¿Pero alguna vez pensaste en cómo funcionan?
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Primero, dos parches de células del tamaño de un dólar de plata en la cabeza de un dólar comienzan a producir tejido a un ritmo vertiginoso. Pero estos crecimientos sinuosos no están formados por células muertas, como las uñas, el cabello o la queratina que crea un cuerno de carnero. Estas células están vivas .
Desde finales de marzo hasta principios del otoño, las astas en ciernes de un dólar están cubiertas con una capa de piel borrosa llamada "terciopelo", como un musgo suave que cubre una piedra lisa. Debajo de esta capa protectora, los vasos sanguíneos y los nervios se enroscan alrededor del hueso en rápido desarrollo, como si el animal estuviera creciendo un fémur sin músculo que lo rodeara. A medida que las astas crecen, se ramifican en tenedores cada vez más grandes.
Al caer, el terciopelo comienza a encogerse y morir. Las cornamentas se vuelven locamente picantes, y el ciervo corre alrededor tratando de deshacerse de su terciopelo frotando sus nuevos juguetes en pequeños retoños y ramas. (Estos postes rascadores se llaman "roces"). Una vez que el terciopelo se desprende, revela todo el hueso liso y calcificado que se encuentra debajo. Ahora, el dólar está listo para hacer la guerra contra sus rivales y luchar por su derecho a aparearse con todas las hembras que pueda encontrar.
Los animales con crecimientos óseos conocidos como cuernos (rinocerontes, carneros, impalas) tienden a criarlos jóvenes y mantenerlos toda su vida. Las astas, por el contrario, nacen de nuevo cada año. Así es: este intrincado ciclo de crecimiento, vida, muerte y picazón ocurre cada año.
Además de ese hecho, lo notable del desarrollo de la cornamenta es lo rápido que sucede. Los animales como la estrella de mar o el geco pueden ser mejor conocidos por su rápida regeneración de las extremidades, pero los ciervos se encuentran entre los productores de órganos más rápidos del reino animal. Si la comida es abundante y un dólar es saludable, sus dientes pueden crecer a un ritmo de alrededor de tres cuartos de pulgada por día. ¡Imagínese si su cabello o uñas crecen tan rápido!
A diferencia de los colmillos o los cuernos, las astas comienzan como órganos vivos encerrados en una capa de piel conocida como "terciopelo". (Eric Kilby / Flickr) Pero en biología, como en economía, no hay almuerzo gratis, lo que significa que todo ese brote tiene un costo. No importa cuántas bayas y bellotas consuma un ciervo macho, nunca podrá compensar por completo la energía que se canaliza en los adornos de su cabeza. Para equilibrar el libro mayor, su cuerpo extraerá nutrientes de otras partes del esqueleto para usarlos en las astas.
"Le roban a Peter para pagarle a Paul, por así decirlo", dice Jeannine Fleegle, una bióloga de vida silvestre especializada en ciervos y alces para la Comisión de Juegos de Pensilvania. Este proceso se llama osteoporosis reversible cíclica, y comienza apuntando a áreas que no soportan peso, como las costillas.
En general, los estudios de la energía de los ciervos estiman que el costo de la generación de astas está por detrás de la gestación, según Fleegle. (Del mismo modo, si una madre embarazada no obtiene suficiente calcio, su cuerpo extraerá algo de sus huesos para ayudar a construir el esqueleto de su bebé en crecimiento). En otras palabras, es casi tan agotador para los hombres sacar huesos de la frente como lo hace. es para que las mujeres creen una forma de vida completamente nueva en sus úteros.
La parte triste es que los dólares ni siquiera consiguen mantener esas astas duramente ganadas de por vida. Después de la temporada de apareamiento, los machos ya no tienen ningún uso para sus astas, y de hecho, mantenerlas es un poco molesto. Entonces, las estructuras simplemente salen y quedan atrás como los documentos de ayer, y los ciervos continúan con sus vidas.
Esto puede sonar ridículo, dado el sacrificio involucrado en su creación. Pero los ciervos no son sentimentales. Más importante aún, mantener esas astas sería una gran responsabilidad. En primer lugar, son pesados. Las especies más grandes de ciervos, los alces, pueden tener astas que pesan hasta 40 libras. Esta es la definición de peso muerto.
También son peligrosos. Las astas pueden quedar atrapadas en los árboles, cercas, y generalmente limitan el movimiento del animal por el bosque. A veces, los ciervos y otros cérvidos pueden bloquear sus astas junto con un rival. Si los animales no pueden liberarse, morirán de hambre o ahogamiento, como lo demuestra el ahora infame ejemplo de los dos cadáveres de alces cortados de un río helado.
Entonces, ¿por qué molestarse con todo el crecimiento del cuerno?
Por eso, puedes agradecer los caprichos de la selección sexual. El sistema de apareamiento de los ciervos dicta que los machos protejan los territorios y conserven el derecho de aparearse con las hembras dentro de esos territorios. Como te puedes imaginar, poseer algunas armas de cabeza ayuda. Y si las armas de cabeza más grandes tienden a derrotar a las armas de cabeza más pequeñas, como verá en cualquier cantidad de videos de YouTube, entonces es más probable que esos genes se transmitan a la próxima generación de dólares.
Hacer cuernos es una de las actividades que más energía absorbe el cuerpo, además de crear una nueva vida. (Eric Kilby / Flickr) Pero incluso el papel clave de las cornamentas en la lucha e impresión de las damas no puede explicar completamente sus propiedades mágicas límite. Considere esto: en la década de 1960, los científicos trasplantaron algunas de estas células formadoras de astas en una parte diferente del cráneo del venado, y vieron cómo una asta comenzó a formarse. Y lo mismo sucede si trasplantas esas células en la pierna del venado. (Fotos aquí.)
Ahora consiga esto: si corta células de asta de la cabeza de un ciervo y las trasplanta en la frente de un ratón, ese ratón comenzará a brotar material similar a la asta .
Tal vez no sea sorprendente que algunos científicos piensen que las cornamentas podrían tener algunos secretos que podríamos usar para la medicina, el crecimiento nervioso e incluso la regeneración de las extremidades. Nadie está sugiriendo el crecimiento de astas en las personas, pero imagine lo que podríamos hacer con las increíbles capacidades generativas de esas células.
Wolfgang Pita Thomas, neurocientífico de la Universidad de Washington en St Louis, es uno de los creyentes. "A medida que la cornamenta crece rápidamente, alcanzando hasta 2 cm por día, los nervios tienen que coincidir con ese ritmo", escribe Pita Thomas en un correo electrónico. "¡Esto significa que se regeneran 10 veces más rápido que el nervio humano!"
Esto es importante porque si podemos descubrir cómo esos nervios se mueven tan rápido, podríamos usarlo para estimular nuestro propio sistema nervioso para que se regenere cuando se dañe, por ejemplo, en el caso de una lesión parapléjica. Actualmente, tenemos algunas maneras de lograr este tipo de curación en pequeños incrementos, dice Pita Thomas, que incluye injertar nervios de otra región y usar conductos artificiales de colágeno para guiar el crecimiento nervioso.
Pero estos métodos luchan si la distancia que los nervios necesitan cruzar es más de una pulgada. Por el contrario, "los nervios presentes en las cornamentas de los ciervos pueden regenerarse hasta varios pies en menos de tres meses", dice Pita Thomas. "Esperamos aplicar los mismos mecanismos o moléculas para algún día mejorar la regeneración nerviosa en los humanos".
Pita Thomas y sus colegas ya han identificado tres de las proteínas involucradas en la producción nerviosa rápida de la cornamenta, y descubrieron que las neuronas sensoriales crecen más rápido cuando las tres están presentes en una cultura. "Observamos que la mejora del crecimiento nervioso era mucho más que la suma de sus efectos únicos, lo que significa que funcionan sinérgicamente", dijo.
He aquí: un bulto de tejido de asta que crece en un ratón. (Chunyi Li, AJ Harris, JM Suttie / Journal of Experimental Zoology, 2001) Otros científicos están interesados en las cornamentas debido a lo que podrían enseñarnos sobre la memoria celular, o el futuro de una célula puede ser moldeado por eventos pasados. Por ejemplo, si un venado sufre una lesión en la base de su asta (llamado pedículo), puede terminar creando una asta deformada en ese sitio durante muchos años después de que la herida inicial haya cicatrizado. A veces, la nueva forma de asta dura toda la vida.
Esta es otra de las cualidades alucinantes de las cornamentas, dice Michael Levin, biólogo del desarrollo en la Universidad de Tufts: pueden enseñarnos sobre cómo los animales que pueden regenerarse recuerdan sus propias formas.
Una explicación para esta llamada memoria que investiga Levin se llama bioelectricidad, o las pequeñas cargas comunicativas que se intercambian entre nuestras células. Levin y otros han relacionado esta fuerza común pero misteriosa con cosas como la forma del cuerpo, la regeneración de las extremidades y la curación de heridas. Por ejemplo, ha demostrado que los gusanos planos que han sido alterados por su bioelectricidad pueden ser inducidos a regenerarse con dos cabezas.
A partir de ahora, sabemos mucho más sobre cómo las lombrices gestionan sus poderes regenerativos que los ciervos, pero Levin dice que el papel de la bioelectricidad es probablemente el mismo. Es solo que los gusanos planos son pequeños, crecen rápido y carecen convenientemente de huesos puntiagudos en los que los científicos puedan ser empalados.
Incluso lo que creemos saber sobre el crecimiento de la cornamenta tiene nuevos giros. Por ejemplo, Fleegle dice que hay una regla general para cualquier criatura de que cuanto mejor sea su hábitat, más saludables y robustas serán sus poblaciones. Y para los ciervos, esa sabiduría convencional debería traducirse en bastidores masivos. Pero un estudio publicado en 2009 muestra que la verdad es más complicada.
De hecho, cuando no hay suficiente para comer durante el embarazo y la lactancia, cualquier descendencia masculina que produzcan tendrá retraso en el crecimiento de la cornamenta durante toda su vida. Sorprendentemente, esto es cierto incluso si los cervatillos machos se complementan con alimentos altamente nutritivos.
Se podría pensar que este rasgo se heredaría si los vagos débiles lograran engendrar crías por su cuenta. En realidad, los varones de segunda generación que nacieron de madres con una cantidad normal de alimentos pasaron a tener bastidores que eran más o menos típicos. Todo lo cual señala cuán importantes son las madres en el gran esquema de las cosas, y por qué Fleegle dice que tiene una relación de amor / odio con las cornamentas.
"Me enojo por las cornamentas porque los niños reciben toda la atención, pero las chicas nunca lo hacen", dice ella.
¿Recuerdas cómo el crecimiento de la cornamenta es casi tan intenso en el cuerpo de un ciervo como estar embarazada? No es que sea un concurso, pero hay una actividad que los eclipsa a ambos, y es la lactancia, otra provincia de las damas. Según Fleegle, una cierva gasta más de tres veces más energía durante la producción máxima de leche que un dólar para producir sus astas.
Parece que ambos sexos tienen un estante digno de nuestra maravilla.
