Chaque printemps, dans presque toutes les forêts des États-Unis continentaux, un miracle se produit: tous les cerfs mâles commencent à germer d'étranges organes tordus hors de leur front. Vous connaissez probablement ces structures magiques comme des bois. Mais avez-vous déjà réfléchi à la façon dont ils fonctionnent?
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Tout d’abord, deux groupes de cellules de la taille d’un dollar d’argent sur le crâne commencent à produire des tissus à un rythme effréné. Mais ces excroissances sinueuses ne sont pas constituées de cellules mortes, telles que vos ongles, vos cheveux ou la kératine qui crée une corne de bélier. Ces cellules sont en vie .
De la fin mars au début de l'automne, les bois en herbe d'un jeune mâle sont recouverts d'une couche de peau duvet appelée «velours», semblable à de la mousse douce recouvrant une pierre lisse. Sous cette couche protectrice, les vaisseaux sanguins et les nerfs entourent l'os en développement rapide, comme si l'animal développait un fémur sans muscle pour l'entourer. À mesure que les bois grandissent, ils se ramifient dans des fourches de plus en plus grandes.
Venez tomber, le velours commence à rétrécir et à mourir. Les bois deviennent extrêmement irritants, et le cerf mâle court en essayant de se débarrasser de son velours en frottant ses nouveaux jouets sur de petits gaules et de petites branches. (Ces griffons sont appelés «frottements».) Une fois que le velours est enlevé, il révèle tout l'os lisse et calcifié qui se trouve en dessous. Maintenant, le dollar est prêt à faire la guerre à ses rivaux et à se battre pour avoir le droit de se marier avec toutes les femmes qu’il peut trouver.
Les animaux avec des excroissances osseuses appelées cornes - rhinocéros, béliers, impala - ont tendance à grandir jeunes et à les garder toute leur vie. Les bois, au contraire, renaissent chaque année. C'est vrai: ce cycle complexe de croissance, de vie, de mort et de démangeaisons se produit chaque année.
Outre ce fait, ce qui est remarquable avec le développement du bois, c'est sa rapidité. Des animaux comme l'étoile de mer ou le gecko sont peut-être mieux connus pour leur régénération rapide des membres, mais les cerfs sont parmi les plus rapides producteurs d'organes dans le règne animal. Si la nourriture est abondante et que l’argent est en bonne santé, ses dents peuvent se développer à un rythme d’environ trois quarts de pouce par jour. Imaginez si vos cheveux ou vos ongles ont poussé aussi vite!
Contrairement aux défenses ou aux cornes, les bois sont d'abord des organes vivants enfermés dans une couche de peau appelée «velours». (Eric Kilby / Flickr) Mais en biologie, comme en économie, il n'y a pas de repas gratuit, ce qui signifie que toute cette germination a un coût. Peu importe le nombre de baies et de glands qu'un cerf mâle consomme, il ne peut jamais compenser pleinement l'énergie qui est canalisée dans ses ornements de tête fringants. Pour équilibrer le grand livre, son corps absorbera les nutriments d'autres parties du squelette pour les utiliser dans les bois.
«Ils volent Peter pour payer Paul, pour ainsi dire», déclare Jeannine Fleegle, biologiste de la faune spécialisée en cerf et élan pour la Pennsylvania Game Commission. Ce processus s'appelle l'ostéoporose réversible cyclique et commence par cibler les zones qui ne portent pas de poids, comme les côtes.
Dans l’ensemble, des études sur l’énergétique du cerf estiment que la génération de bois de cervidés est à la traîne juste derrière la gestation, selon Fleegle. (De même, si une mère enceinte ne consomme pas assez de calcium, son corps en siphonnera quelques uns de ses os pour l'aider à développer le squelette de son bébé.) En d'autres termes, il est presque aussi pénible pour les hommes de faire germer des os de leur front. est pour les femmes de créer une nouvelle forme de vie dans leur ventre.
La partie triste est que les dollars ne gardent même pas ces bois durement gagnés pour la vie. Après la saison des amours, les mâles n'ont plus aucune utilité pour leurs bois et, en fait, les garder est une sorte de douleur. Ainsi, les structures disparaissent et sont laissées pour compte, comme les journaux d’hier, et les cerfs continuent leur vie.
Cela peut paraître ridicule, étant donné le sacrifice impliqué dans leur création. Mais les cerfs ne sont pas sentimentaux. Plus important encore, garder ces bois serait un énorme handicap. Tout d'abord, ils sont lourds. La plus grande espèce de cerf, l'orignal, peut avoir des bois pesant jusqu'à 40 livres. C'est la définition du poids mort.
Ils sont aussi dangereux. Les bois peuvent être attrapés dans les arbres, les clôtures et limitent généralement les déplacements de l'animal dans les bois. Parfois, les cerfs et autres cervidés peuvent verrouiller leurs bois avec un rival. Si les animaux ne parviennent pas à se libérer, ils mourront de faim ou de noyade, comme en témoigne l'exemple désormais tristement célèbre des deux carcasses d'orignaux découpées dans une rivière gelée.
Alors, pourquoi même se préoccuper de la question de la croissance des bois?
Pour cela, vous pouvez remercier les aléas de la sélection sexuelle. Le système d'accouplement des cerfs impose que les mâles gardent des territoires et conservent le droit de s'accoupler avec les femelles au sein de ces territoires. Comme vous pouvez l’imaginer, la possession de quelques armes de tête est utile. Et si les armes à tête plus grosse ont tendance à vaincre les armes à tête plus petite, comme vous le verrez dans de nombreuses vidéos YouTube, ces gènes ont plus de chance d'être transmis à la prochaine génération de dollars.
La fabrication de bois est l'une des activités les plus énergivores qu'un corps puisse faire, à côté de la création d'une nouvelle vie. (Eric Kilby / Flickr) Mais même le rôle clé joué par les bois dans la lutte et l’impression des dames ne peut expliquer en détail leurs propriétés magiques limites. Considérez ceci: dans les années 1960, des scientifiques ont transplanté certaines de ces cellules formant des andouillers sur une partie différente du crâne du cerf et ont observé le début de la formation d'un andouillère. Et la même chose se produit si vous greffez ces cellules sur la jambe du cerf. (Photos ici.)
Maintenant, obtenez ceci: si vous coupez des cellules de bois de la tête d'un cerf et que vous les greffez sur le front d'une souris, cette souris commencera à germer un matériau semblable à un bois de cerf.
Il n’est peut-être pas surprenant que certains scientifiques pensent que les bois peuvent garder quelques secrets que nous pourrions utiliser pour la médecine, la croissance nerveuse et même la régénération des membres. Personne ne suggère de faire pousser des bois sur des personnes, mais imaginez ce que nous pourrions faire avec les incroyables capacités génératives de ces cellules.
Wolfgang Pita Thomas, neuroscientifique à la Washington University à St Louis, fait partie des croyants. «Alors que le bois grandit rapidement, atteignant 2 cm par jour, les nerfs doivent suivre ce rythme», écrit Pita Thomas dans un courrier électronique. "Cela signifie qu'ils se régénèrent 10 fois plus vite que le nerf humain!"
Ceci est important car si nous pouvons comprendre comment ces nerfs bougent si rapidement, nous pourrons peut-être l’utiliser pour stimuler notre système nerveux et le régénérer s’il a été endommagé, par exemple dans le cas d’un traumatisme paraplégique. À l’heure actuelle, nous disposons de plusieurs moyens pour réaliser ce type de guérison, par petites étapes, explique Pita Thomas, notamment en greffant des nerfs d’une autre région et en utilisant des conduits artificiels en collagène pour guider la croissance nerveuse.
Mais ces méthodes sont difficiles si la distance que les nerfs doivent parcourir est supérieure à un pouce. Au contraire, "les nerfs présents dans les bois de cerf peuvent se régénérer de plusieurs pieds en moins de trois mois", explique Pita Thomas. "Nous espérons appliquer les mêmes mécanismes ou molécules pour améliorer un jour la régénération nerveuse chez l'homme."
Pita Thomas et ses collègues ont déjà identifié trois des protéines impliquées dans la production nerveuse rapide du bois, et ont découvert que les neurones sensoriels se développent plus rapidement lorsque tous les trois sont présents dans une culture. «Nous avons constaté que l’amélioration de la croissance nerveuse était bien plus que la somme de leurs effets uniques, ce qui signifie qu’ils fonctionnaient en synergie», a-t-il déclaré.
Voici: un morceau de tissu de bois poussant sur une souris. (Chunyi Li, AJ Harris, JM Suttie / Journal of Experimental Zoology, 2001) D'autres scientifiques s'intéressent aux bois pour ce qu'ils pourraient peut-être nous apprendre sur la mémoire cellulaire, ou l'avenir d'une cellule peut être façonné par des événements passés. Par exemple, si un cerf subit une blessure à la base de son bois (appelé pédicule), il peut créer un bois déformé sur ce site pendant de nombreuses années après la guérison de la blessure initiale. Parfois, la nouvelle forme de bois dure toute la vie.
C'est encore une autre des qualités époustouflantes des bois, déclare Michael Levin, biologiste du développement à l'Université Tufts: Ils peuvent nous apprendre comment les animaux capables de se régénérer se souviennent de leurs propres formes.
Une explication de cette soi-disant mémoire que Levin recherche est appelée bioélectricité, ou les minuscules charges de communication échangées entre nos cellules. Levin et d'autres ont lié cette force commune mais mystérieuse à des choses comme la forme du corps, la régénération des membres et la cicatrisation des plaies. Par exemple, il a montré que les vers plats dont la bioélectricité avait été altérée pouvaient être amenés à se régénérer avec deux têtes.
À l'heure actuelle, nous en savons beaucoup plus sur la manière dont les vers plats gèrent leurs pouvoirs de régénération que les cerfs, mais Levin affirme que le rôle de la bioélectricité est probablement le même. C'est juste que les vers plats sont minuscules, ils grandissent rapidement, et ils manquent commodément d'os de visage hérissés sur lesquels les scientifiques pourraient être empalés.
Même ce que nous pensons savoir sur la croissance des bois présente de nouveaux rebondissements. Par exemple, Fleegle dit qu'il existe une règle générale pour toute créature selon laquelle meilleur son habitat est élevé, plus ses populations seront en santé et robustes. Et pour les cerfs, cette sagesse conventionnelle devrait se traduire par des casiers massifs. Mais une étude publiée en 2009 montre que la vérité est plus compliquée.
En effet, quand ne mange pas assez pendant la grossesse et l’allaitement, toute progéniture mâle qu’elle produit aura un retard de croissance de la ramure pendant toute sa vie. Étonnamment, cela reste vrai même si les faons mâles sont nourris avec des aliments très nutritifs.
Vous pourriez penser que ce trait serait hérité si les hommes débauchés parvenaient jamais à engendrer de jeunes enfants. En fait, les mâles de la deuxième génération, nés de mères avec une quantité normale de nourriture, avaient ensuite des casiers plus ou moins typiques. Tout cela montre à quel point les mères jouent un rôle important dans ce vaste ensemble de choses et pourquoi Fleegle affirme avoir une relation d'amour / haine avec les bois.
«Je me fâche contre les bois parce que les garçons retiennent toute l'attention, mais les filles ne le font jamais», dit-elle.
Rappelez-vous à quel point la croissance des bois est presque aussi fatigante sur le corps d'un cerf que d'être enceinte? Ce n'est pas que ce soit un concours, mais il y a une activité qui les dépasse toutes les deux, et c'est l'allaitement - une autre province des dames. Selon Fleegle, une biche dépenserait plus de trois fois plus d'énergie au cours des pics de production laitière qu'un mâle pour produire ses bois.
Il semble que les deux sexes ont un rack digne de notre merveille.
