Die faltige Haut der afrikanischen Buschelefanten ist eines der charakteristischsten Merkmale. Der Zweck dieses Patchwork-Musters - es hilft dem Tier, kühl zu bleiben, indem es die Feuchtigkeit besser speichert als glatte Haut - ist in der wissenschaftlichen Gemeinschaft wohlbekannt, aber die Geheimnisse seiner Entstehung sind Forschern entgangen.
Nun bietet eine in Nature Communications veröffentlichte Studie eine überraschende Erklärung für die Entstehung von mit Spalten gefüllter Haut von Elefanten: Wie Roni Dengler für Discover berichtet, verdickt sich die Haut der Säugetiere mit der Zeit, wobei neue Schichten Druck auf das äußerste Blatt (die Schicht) ausüben Hornhaut), wobei ein Netz von Rissen auf der Oberfläche zurückbleibt.
Anfänglich gingen die Forscher davon aus, dass die Haut von Elefanten auf ähnliche Weise gebrochen ist wie in trockenem Schlamm oder beschädigtem Asphalt. Eine Studie des Co-Autors der neuen Studie, Michel Milinkovitch, Evolutionsbiologe und Biophysiker an der Universität Genf, aus dem Jahr 2013 ergab, dass Zugspannungen oder ein Schrumpfungsprozess für die Bildung von Schuppenfalten auf der Haut von Krokodilen verantwortlich sind.
Aufbauend auf seiner früheren Arbeit nahmen Milinkovitch und seine Kollegen CT-Scans von Elefantenhautproben vor und erstellten ein Computermodell, das das Hautwachstum simulierte, um Ähnlichkeiten zwischen Krokodilen und Elefanten zu messen. Das Team rechnete mit einem Rückgang, aber wie Ashley Strickland von CNN feststellt, konnte dies nicht die einzige Antwort sein. Die Schichten schienen sich tatsächlich zu verbiegen und ein Netzwerk von „Mikrovallen“ auf dem Stratum Corneum zu erzeugen.
"Es ist sehr eingängig, dass Hautrisse von Vorteil sein können", sagt Milinkovitch Strickland.
Angesichts der ungewöhnlichen Physiologie des afrikanischen Elefanten sind die Ergebnisse der Wissenschaftler jedoch sinnvoll. Aristos Georgiou von Newsweek schreibt, dass den Kreaturen die Schweiß- und Talgdrüsen fehlen, auf die sich die meisten Säugetiere verlassen, um kühl zu bleiben. Stattdessen müssen überhitzte Elefanten in einem Wasserbecken oder Schlamm planschen. Dank ihrer rissigen Haut behalten sie fünf- bis zehnmal mehr Feuchtigkeit als eine glatte Oberfläche. Da diese eingeschlossene Flüssigkeit verdunstet, können Elefanten ihre Körpertemperatur regulieren und Austrocknung verhindern. Auf der Haut haftender Schlamm hilft den Tieren auch dabei, Parasiten abzuwehren.
Mit zunehmendem Alter der Elefanten bilden sich abgestorbene Hautzellen, die schließlich genug Druck ausüben, um physische Risse in der Epidermis zu erzeugen (Michel Milinkovitch). Laut einer Pressemitteilung ist der bei der Entwicklung von Elefanten beobachtete Crack-Prozess eher typisch für nicht lebende Materialien. Während die Epidermis des Elefanten aufgrund des Drucks der Biegung der Hautschichten physisch bricht, sind die Risse der meisten biologischen Systeme das Produkt eng gefalteter Gewebeschichten.
Die singuläre Haut von Elefanten hat tatsächlich viel mit der von Menschen zu tun, die an der Hautkrankheit Ichthyosis vulgaris leiden. Dieser Zustand betrifft jeden 250. Menschen, berichtet Douglas Quenqua für die New York Times, und verhindert das Ablösen abgestorbener Hautzellen. Die Krankheit, die nicht heilbar ist, aber häufig mit Feuchtigkeitscremes behandelt wird, macht die Haut trocken, dick und schuppig.
Obwohl dieser Zustand eine offensichtliche Störung für den Menschen darstellt, ist er für afrikanische Elefanten von großem Nutzen. Während sich die Hautzellen aufstauen, üben sie genug Druck aus, um die äußere Schicht zu biegen, wodurch ein Netzwerk von Bächen entsteht, das ihnen hilft, kühl zu bleiben.
„Wenn sich die Haut ablösen würde, würde sie niemals dick genug werden, um den Stress in den kleinen Tälern dieses Höhengitters zu erzeugen, und es würden keine Risse auftreten“, sagt Milinkovitch zu Quenqua. "Beim Menschen ist dies kein hilfreiches Problem."
Zusätzliche Untersuchungen müssen durchgeführt werden, um den Zusammenhang zwischen Hautausfall von Elefanten und Ichthyose vulgaris zu bestätigen. Wie jedoch Strickland von CNN feststellt, wäre eine solche Überprüfung ein einzigartiges Beispiel dafür, wie eine schädliche Mutation des Menschen eine starke Anpassung an eine andere Art darstellt. Es ist auch möglich, dass weitere Studien einen Weg zur Behandlung des Zustands beim Menschen ergeben könnten.
Im nächsten Schritt wird Milinkovitch das Wachstum eines neugeborenen afrikanischen Elefanten beobachten.
"Wir möchten dem Riss auf der Haut eines afrikanischen Elefantenbabys folgen, um die Dynamik des Prozesses zu verstehen", erklärt er CNN. "Treten die Risse überall auf oder treten sie an einer bestimmten Stelle auf und breiten sich dann aus?" Dauert es ... Wochen oder dauert es sechs Monate? Es ist ein neues, wunderschönes Beispiel dafür, wie physikalische Prozesse bei der Entwicklung von Tierformen und -formen eine Rolle spielen. "
