Når mannlige elefanter kjemper, kolliderer de i høye hastigheter, og låser tennene sammen i et show av styrke. Disse langstrakte fortennertennene er så sterke at svingere ofte bruker dem til å bryte og kaste hverandre mot bakken. Men brosker er ikke bare for å påføre skade; utenfor slaget bruker elefanter dem til å rydde stier gjennom vegetasjon og til og med flytte trær. Det mest bemerkelsesverdige er at hver elefant holder det samme settet med brosme - hver veier opptil 400 kilo - i hele sitt liv.
Relatert innhold
- Det er et nytt verktøy i kampen mot elefant-krypskyting
- Det mest elfenben til salgs kommer fra nylig drepte elefanter — Det tyder på at krypskyting tar sin toll
- Hvordan Elephant Poop hjelper Nab Ivory Poachers
For å utføre disse mangfoldige oppgavene må tingene som utgjør elefanttummer være harde, sterke og seige. Denne kombinasjonen av kvaliteter er en del av det som har gjort elfenben til et så ettertraktet element gjennom menneskets historie, og solgte for over 2000 dollar per kilo for bare tre år siden. Historisk brukt i biljardkuler, pianotaster og til og med hofteutskiftninger, blir elfenben fortsatt verdsatt i dag for smykker og andre luksusgjenstander.
Dessverre har verdien som folk har knyttet til elefant elfenben også ført til konflikt og vært knyttet til organisert kriminalitet, og vedvarende en blodig handel som skader både menneskelig og pachyderm.
På 1970- og 80-tallet ansporet ulovlig krypskyting konvensjonen om internasjonal handel med truede arter av vill fauna og flora, eller CITES, for å inkludere afrikanske elefanter på sin liste over beskyttede arter, inkludert de som er utrydningstruet. I 1990 vedtok CITES tilsvarende et forbud mot internasjonalt salg av afrikansk elfenben. Elefantpopulasjoner kom seg bare for å bli desimert igjen av en nylig bølge av krypskyting på 2000-tallet. Siden har titusenvis av elefanter - opptil 60 prosent av befolkningen i noen områder - blitt slaktet. Etter noen estimater blir 50 000 elefanter drept hvert år.
Denne blodige handelen er det som førte til at Fritz Vollrath, en biolog ved University of Oxford, begynte å tenke på hva det ville ta for å lage et menneskeskapt materiale som kunne fungere så godt som elfenben - og dermed redusere etterspørselen etter et stoff som har forårsaket det mye skade. På den tiden studerte Vollrath egenskapene til et annet bemerkelsesverdig materiale som ble funnet i naturen: edderkoppsilke. Men han studerte også atferden og migrasjonsmønstrene til elefanter, noe som gjorde ham altfor kjent med konsekvensene av elfenbenshandelen.
Under mikroskopet avslører elfenben molekylstrukturen: et tredimensjonalt kollagen-stillas fylt med hydroksylapatitt-mineraler og vann. Vollrath hadde som mål å forstå denne distinkte sminken godt nok til å forbedre de plastbaserte erstatningene som for tiden finnes med en virkelig “biologisk inspirert” kopi. "Vi sliter fortsatt med å forstå hvorfor det er et så tøft materiale, " sa Vollrath. ”Den kombinerer to typer materiale, mineral og kollagen. Ingen av dem er gode materialer av seg selv, men hvis du blander dem ... blir det noe annerledes. ”
Men hva er det "noe annerledes"? For Vollrath er det første trinnet i å lage realistisk falsk elfenben å finne ut hva ekte elfenben er, nøyaktig. Så ved å bruke prøver av elfenben som ble beslaglagt som smittebånd, har forskningsgruppen hans skåret ut tynne skiver - hvor de kryssede linjene som er karakteristiske for elfenben kan sees - og utsetter dem for detaljerte mikroskopiske studier og stresstester. Målet er å forstå på fine skalaer hvordan strukturen resulterer i materialets seighet og skjønnhet.
Fortsatt innrømmer Vollrath at han har en lang vei å gå.
Utskåret elfenbenstum med hele overflaten skåret med menneskelige skikkelser, trekantede ansikter og slanger som stråler fra en sirkel. (National Museum of African Art / Smithsonian) Forbrukernes etterspørsel etter elfenben begynte å øke på begynnelsen av 2000-tallet og toppet seg rundt 2011, noe som førte til store nedganger i elefantbestander over hele Afrika, sier Iain Douglas-Hamilton, en biolog og sjefen for konserveringsorganisasjonen Save the Elephants, hvorav Vollrath er styreleder. "I 2009 begynte ting å løpe seg ut med en enorm prisstigning på elfenben, drevet av økende etterspørsel i Kina på grunn av økt kjøpekraft hos vanlige kinesiske borgere, " sier Douglas-Hamilton. "På den tiden var det liten bevissthet om effektene av elfenbenshandelen på elefantbestander - dette har endret seg radikalt de siste årene."
Heldigvis har prisen på elfenben siden 2014 falt med mer enn halvparten i påvente av et kinesisk forbud mot handel med elfenben, ifølge en rapport fra Save the Elephants. Flere store, tidligere lovlig driftte elfenbensnæringsfabrikker er allerede lagt ned siden forbudet trådte i kraft i løpet av de siste dagene av 2016. Kjøp og salg av elfenbengjenstander er ment å bli fullstendig stoppet innen utgangen av 2017, og eliminere anslagsvis 70 prosent av det globale elfenbensmarkedet.
"Det var bekymring for at eksistensen av 'lovlig' elfenben kunne brukes som en røykskjerm [for ulovlig handel], " sa Douglas-Hamilton. "Dette fikk kineserne til å gå over til å tro at den eneste måten å kontrollere handelen var å avskaffe den."
Vollraths fokus har derfor endret seg til de biomedisinske anvendelsene av syntetisk elfenben. For eksempel tror han at materialet hans kan brukes i reparasjon av bein eller tenner, eller for å oppdatere praksis fra 1800-tallet med bruk av elfenben i hofteutskiftninger i en alder av regenerativ medisin. Men han jobber fortsatt med å avdekke egenskapene som gjør elfenben så kulturelt og kunstnerisk verdifull.
Elfenben er historisk blitt brukt i en rekke kulturelle økonomier, fra musikkinstrumenter til dekorative gjenstander. "For karverne i Kina er elfenben et veldig viktig materiale, " sier Vollrath og viser til kinesiske håndverkere som lager dekorative gjenstander fra lovlig eller ulovlig omhandlet elfenben. "Den første ideen vår var, hvis vi kunne overtale karverne til å slippe lobbyvirksomheten deres ved å gi dem et erstatningsmateriale å snekre, kan dette ha en innvirkning på elfenbenshandelen og krypskyting." Nå som elfenben er forbudt, sier han, engineering erstatning kan bidra til å holde liv i håndverket.
Naturlig elfenben har også andre egenskaper som er vanskeligere å sette fingeren på. En tradisjonell anvendelse har vært i produksjon av musikkinstrumenter. Mens klaverer nå er produsert med plastnøkler, bruker et lite samfunn av musikere som spiller shamisen, et tradisjonelt trestrenget japansk instrument brukt i Kabuki-teateret og andre japanske folkemusikale tradisjoner, elfenbensdeler i fremstillingen av instrumentene sine.
Disse delene er laget av elfenbenbestander som allerede finnes i landet, men det er rapporter om ulovlig smugling, sier Keisuke Yamada, en doktorgradsstudent i etnomusikologi som studerer shamisen ved University of Pennsylvania. "De fleste shamisen-mestere i Japan foretrekker [deler] laget av elfenben, " sier Yamada via e-post. De sier at de liker grepet; det føles behagelig og absorberer svette, noe som er viktig for dem å fortsette å spille instrumentet i timevis. ”
Selv om ingeniørprosjekter pågår for å utvikle alternative materialer for shamisen-konstruksjon, tviler Yamada på at shamisen-mestere vil være villige til å bytte til alternative materialer så lenge elfenben er lovlig tilgjengelig i landet.
Selv når et materiale er godt karakterisert, vil det fortsatt ta betydelig tid og forskning å oversette kunnskapen til å gjenskape den. Men når vi først har gjort det, er potensialet stort. "Når vi nærmer oss forståelsen av komplekse materialer som elfenben, kan vi gjenskape litt av magien deres i laboratoriet og til slutt konstruere nye materialer til bruk i kunst, vitenskap og ingeniørfag, " sier Markus Buehler, professor i ingeniørfag ved Massachusetts Institute of Teknologi, via e-post.
"For å gå fra et biologisk til et konstruert materiale, er det viktig å forstå sammenhengen mellom struktur og funksjon, " sier Buehler, som har arbeidet med edderkoppsilke, men ikke har noen tilknytning til elfenbensforskerne. "Det er ofte vanskelig å faktisk produsere et materiale som etterligner det som finnes i naturen." Den viktigste tekniske utfordringen for å forstå et naturlig materiale som elfenben, legger han til, er å ha tilgang til en rekke avbildningsteknikker som lar materialet være preget fra molekyl- til makronivå.
Elfenbenskuler som disse, fra 1925, husker en tid da de eneste virkelige biljardkulene ble skåret av fersk asiatisk elfenben. (National Museum of American History / Kenneth E. Behring Center / Smithsonian) I en gjennomgangsartikkel i tidsskriftet Nature Materials, bemerker Dartmouth ingeniørprofessor Ulrike Wegst at "etterlikning av trekk ved et naturlig materiale ikke er et trivielt foretak." Til tross for fremskritt i å karakterisere biologiske materialer, er det få som har blitt syntetisert på grunn av utfordringene med å forstå deres kompleksitet på flere skalaer, skriver hun. Et mulig unntak er nacre, eller perlemor - som i likhet med elfenben består av organiske og mineralkomponenter, og som er blitt kopiert nøye av menneskelige ingeniører.
"Det er faktisk mulig å konstruere biomimetiske materialer med egenskaper som ligner på kollegene, " sier Wegst via e-post. "De første spørsmålene jeg vil stille er: For hvilken applikasjon ønsker du å lage et materiale som erstatter elfenben, og hva er designkravene for den applikasjonen? ... Det er mange veier, og flere kan faktisk være veldig spennende."
Etter hvert vil syntese av elfenben for masseforbruk kreve å inngå partnerskap med industrien. Men kunnskap om elfenbenets molekylære egenskaper kunne være nyttig for biologer, ingeniører og naturvernere langt før da. Vollrath påpeker at elefant elfenben er forskjellig fra andre elfenben; dens indre arkitektur skiller seg fra mammuter eller narhvaler, og det er rapportert om anekdotisk forskjell mellom elefantenes elefanter fra forskjellige regioner og miljøer.
"Det ville være interessant å finne ut om det er en historisk eller evolusjonær grunn til disse forskjellene, og har de konsekvenser for seighet og mekaniske egenskaper, " sier Vollrath.
En bedre forståelse av disse skillene kan også være nyttig når det gjelder å spore den ulovlige handel med elfenben. Vollrath spekulerer i at hvis det er sterke forskjeller mellom elfenben basert på miljømessige eller genetiske faktorer, kan naturvernere bruke disse dataene til å spore opprinnelsen til dyret som noe beslaglagt elfenben kom fra. Dette kan supplere metoden for genetisk basert elfenbensporing som Elizabeth Kolbert nylig rapporterte om for Smithsonian Magazine, der forskere samsvarer med spesifikke genetiske mutasjoner funnet i elfenben med kjente elefantpopulasjoner .
Likevel er ikke alle konserveringspolitiske eksperter enige om at det å overbevise falske elfenben til markedet i det hele tatt ville være en god idé. "Syntetiske dyrelivsprodukter som ser ut som den virkelige tingen er svært usannsynlig å redusere etterspørselen og kan til og med bidra til å stimulere det, " sier Leigh Henry, senior politikkrådgiver i World Wildlife Fund, via e-post. "I tillegg kan liknende produkter gi et dekning for ulovlig handel og gjøre jobben som håndhevingsansvarlige så mye vanskeligere."
Det blir mer komplisert. Hvis syntetisk elfenben var rimelig, rikelig og sett av forbrukere som en akseptabel erstatning, kunne det redusere prisen på ekte elfenben nok til å desincentivisere krypskyting, sier Carolyn Fischer, senior stipendiat i Resources for the Future som har forsket på handel med dyrelivsprodukter. Men hvis utbredelsen av falskt elfenben fjernet stigmatiseringen av å eie ekte elfenben, kan det ha motsatt effekt.
"Til syvende og sist avhenger nettoeffekten av om mengden av erstatning kan redusere prisene mer enn det ansporer etterspørsel ved å redusere stigmatiseringen, " sa Fischer via e-post.
Å bestemme riktig strategi for å bekjempe elefantfangling vil nødvendigvis kreve en kombinasjon av innsats fra eksperter på tvers av felt. I mellomtiden kan Vollraths arbeid med å kartlegge hva som gjør elfenben så unikt, være til fordel for noen av de andre feltene, fra prosjektering til design. Et ofte sitert pluss med naturvern, er tross alt å bevare de kjemiske, fysiske og tekniske innovasjonene som evolusjonen gir, slik at mennesker kan forstå og tilpasse dem til deres bruk.
Som Buehler sier om samarbeid mellom biologer og ingeniører: "Det er et verdig fokus, tror jeg, og det kan være mange gjensidige fordeler."
