Secondo un nuovo studio condotto dall’Università del Michigan, tracce di ormoni sessuali estratti dalla zanna di un mammut lanoso forniscono la prima prova diretta che i maschi adulti hanno sperimentato musth, un episodio guidato dal testosterone di maggiore aggressività contro i maschi rivali.
Negli elefanti maschi, il testosterone elevato durante il musth era stato precedentemente riconosciuto dagli esami del sangue e delle urine. Le battaglie di Musth nei parenti estinti degli elefanti moderni sono state dedotte da lesioni scheletriche, punte di zanne rotte e altre linee di prova indirette.
Ma il nuovo studio, previsto per la pubblicazione online il 3 maggio sulla rivista Nature, è il primo a dimostrare che i livelli di testosterone sono registrati negli strati di crescita delle zanne di mammut e di elefante.
I ricercatori di UM e i loro colleghi internazionali riferiscono di picchi di testosterone ricorrenti ogni anno – fino a 10 volte superiori ai livelli basali – all’interno di una zanna di mammut lanoso della Siberia conservata nel permafrost. Il mammut maschio adulto visse più di 33.000 anni fa.
I picchi di testosterone osservati nella zanna di mammut sono coerenti con i picchi di testosterone correlati al musth che i ricercatori hanno osservato in una zanna di elefante toro africano, secondo gli autori dello studio. La parola “musth” deriva dalla parola hindi e urdu per intossicato.
“I modelli temporali di testosterone conservati nelle zanne fossili mostrano che, come gli elefanti moderni, i mammut toro maturi hanno sperimentato il musth”, ha detto l’autore principale dello studio Michael Cherney, affiliato di ricerca presso il Museo di paleontologia dell’UM e ricercatore presso la Facoltà di medicina dell’UM.
Lo studio dimostra che sia le zanne moderne che quelle antiche contengono tracce di testosterone e altri ormoni steroidei. Questi composti chimici sono incorporati nella dentina, il tessuto mineralizzato che costituisce la parte interna di tutti i denti (le zanne sono denti incisivi superiori allungati).
“Questo studio stabilisce che la dentina è un utile deposito per alcuni ormoni e pone le basi per ulteriori progressi nel campo in via di sviluppo della paleoendocrinologia”, ha detto Cherney. “Oltre alle ampie applicazioni in zoologia e paleontologia, i registri degli ormoni dei denti potrebbero supportare studi medici, forensi e archeologici”.
Gli ormoni sono molecole di segnalazione che aiutano a regolare la fisiologia e il comportamento. Il testosterone è il principale ormone sessuale nei vertebrati maschi e fa parte del gruppo di ormoni steroidei. Circola nel flusso sanguigno e si accumula in vari tessuti.
Gli scienziati hanno precedentemente analizzato gli ormoni steroidei presenti nei capelli umani e animali, nelle unghie, nelle ossa e nei denti, sia in contesti moderni che antichi. Ma il significato e il valore di tali registrazioni ormonali sono stati oggetto di continui controlli e dibattiti.
Gli autori del nuovo studio Nature affermano che le loro scoperte dovrebbero aiutare a cambiare la situazione, dimostrando che le registrazioni di steroidi nei denti possono fornire informazioni biologiche significative che a volte persistono per migliaia di anni.
“Le zanne sono particolarmente promettenti per ricostruire aspetti della storia della vita dei mammut perché conservano un record di crescita negli strati di dentina che si formano durante la vita di un individuo”, ha detto il coautore dello studio Daniel Fisher, curatore presso il Museo di paleontologia dell’UM e professore di Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente.
“Poiché musth è associato a testosterone drammaticamente elevato negli elefanti moderni, fornisce un punto di partenza per valutare la fattibilità dell’utilizzo di ormoni conservati nei registri di crescita delle zanne per indagare sui cambiamenti temporali nella fisiologia endocrina”, ha affermato Fisher, che è anche professore all’UM Dipartimento di Ecologia e Biologia Evolutiva.
Per lo studio, i ricercatori hanno campionato le zanne di un elefante africano adulto e di due mammut lanosi adulti, un maschio e una femmina, della Siberia. I campioni sono stati ottenuti in conformità con le leggi pertinenti e con i permessi appropriati.
I ricercatori hanno utilizzato le scansioni TC per identificare gli incrementi di crescita annuali all’interno delle zanne. Una minuscola punta da trapano, azionata al microscopio e spostata su un blocco di dentina utilizzando motori passo-passo azionati da computer, è stata utilizzata per macinare campioni contigui larghi mezzo millimetro che rappresentano intervalli approssimativamente mensili di crescita della dentina.
La polvere prodotta durante questo processo di macinazione è stata raccolta e analizzata chimicamente.
Lo studio ha richiesto nuovi metodi, sviluppati nel laboratorio dell’endocrinologo della messaggistica unificata e coautore dello studio Rich Auchus, per estrarre steroidi dalla dentina della zanna per la misurazione con uno spettrometro di massa, uno strumento che identifica le sostanze chimiche ordinando gli ioni in base alla loro massa e carica.
“Avevamo sviluppato metodi di spettrometria di massa di steroidi per campioni di sangue e saliva umani e li abbiamo ampiamente utilizzati per studi di ricerca clinica. Ma mai in un milione di anni avrei immaginato che avremmo utilizzato queste tecniche per esplorare la ‘paleoendocrinologia’”, ha affermato Auchus, professore di medicina interna e farmacologia presso la UM Medical School.
“Abbiamo dovuto modificare un po’ il metodo, perché quelle polveri di zanne erano i campioni più sporchi che avessimo mai analizzato. Quando Mike (Cherney) mi ha mostrato i dati delle zanne di elefante, sono rimasto sbalordito. Poi abbiamo visto gli stessi schemi nel mammut… – Oh!”
Si ritiene che l’elefante africano avesse dai 30 ai 40 anni quando fu ucciso da un cacciatore in Botswana nel 1963. Secondo le stime basate sugli strati di crescita nella sua zanna, il mammut lanoso maschio visse fino a circa 55 anni. La sua zanna destra è stata scoperta da una società mineraria di diamanti in Siberia nel 2007. La datazione al radiocarbonio ha rivelato che l’animale è vissuto da 33.291 a 38.866 anni fa.
La zanna della femmina di mammut lanoso è stata scoperta sull’isola di Wrangel, che era collegata alla Siberia nord-orientale in periodi glaciali di basso livello del mare, ma ora è separata da essa dall’Oceano Artico. La datazione al carbonio ha mostrato un’età compresa tra 5.597 e 5.885 anni prima del presente. (L’isola di Wrangel è l’ultimo luogo conosciuto in cui sono sopravvissuti i mammut lanosi, fino a circa 4000 anni fa.)
Contrariamente alle zanne maschili, i livelli di testosterone della femmina di mammut lanoso hanno mostrato poche variazioni nel tempo, come previsto, e il livello medio di testosterone era inferiore ai valori più bassi nei registri delle zanne di mammut maschio.
“Con risultati affidabili per alcuni steroidi da campioni piccoli come 5 mg di dentina, questi metodi potrebbero essere utilizzati per indagare su record di organismi con denti più piccoli, inclusi umani e altri ominidi”, hanno scritto gli autori. “Le registrazioni endocrine nella dentina moderna e antica forniscono un nuovo approccio allo studio dell’ecologia riproduttiva, della storia della vita, delle dinamiche della popolazione, delle malattie e del comportamento in contesti moderni e preistorici”.
Oltre a Cherney, Fisher e Auchus, gli autori dello studio Nature sono Adam Rountrey e Scott Beld dell’UM Museum of Paleontology; Perrin Selcer del Dipartimento di storia della messaggistica unificata e il programma nell’ambiente; Ethan Shirley dell’UM Museum of Paleontology e del Department of Earth and Environmental Sciences; Bernard Buigues di Mammuthus, Francia; Dick Mol del Museo di storia naturale di Rotterdam, Paesi Bassi; Gennady Boeskorov del ramo siberiano dell’Accademia delle scienze russa; Sergey Vartanyan del ramo dell’Estremo Oriente dell’Accademia Russa delle Scienze; e Alexei Tikhonov dell’Accademia Russa delle Scienze e dell’Università Federale Nord-Orientale di Yakutsk, Russia.
I campioni di zanna sono stati sottoposti a scansione TC utilizzando i laboratori della UM School of Dentistry, Ford Motor Co., UM Department of Earth and Environmental Sciences e UM Orthopaedic Research Laboratories. Lo studio ha ricevuto il sostegno del programma di finanziamento iniziale di UM per collaborazioni interdipartimentali innovative, Mcubed 3.0.
“Questo è uno dei motivi per cui veniamo a lavorare ogni mattina all’Università del Michigan: per fare scoperte che ci consentano di vedere il mondo in modi nuovi”, ha detto il coautore Selcer. “Il progetto mostra l’importanza sia della collaborazione tra le scuole, grazie a Mcubed 3.0, sia dell’infrastruttura di strumentazione dell’università”.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
