The ossification process of the developing antler in the white-tailed deer (Odocoileus virginianus)

Abstract

Biopsy samples were obtained from the growing tips of the main beam and tines of two-and three-year-old, white-tailed deer (Odocoileus virginianus) throughout the active growing season. The samples were prepared by routine and special histological techniques. The histological differentiation of the antler proceeded through a complex series of changes. The series originated with reserve mesenchymal tissue, progressed through the differentiation of a cartilaginous supportive tissue and culminated in the total osseous replacement of the cartilage. Chondroclasia and osteoclasia were responsible for the remodeling and removal of the mineralized cartilage and woven bone. Subsequent osteogenesis resulted in lamellar, cancellous and compact, bone deposition. The morphological evidence proves that the elongation of the antler in this species is achieved through a modified form of endochondral ossification, while the thickening of the antler is achieved through intramembranous mechanisms. Specifically, antler cartilage differentiates, matures, undergoes mineralization and is replaced subsequently by bone. The antler can serve as a useful model in chondrogenic and osteogenic studies.

Résumé

Des biopsies des extrémités des bois, en voie de croissance, de daims à queue blanche (Odocoileus virginianus), âgés de deux et trois ans, ont été réalisées pendant toute la saison de croissance. Les échantillons sont préparés selon des techniques histologiques classiques et spéciales. La différentiation histologique des andouillers s'effectue par une série complexe de modifications, qui commence au niveau du tissu mésenchymateux de réserve et se continue par la différentiation d'un tissu de support cartilagineux pour se terminer par le remplacement total du cartilage par de l'os. La chondroclasie et l'ostéoclasie sont responsables du remaniement et de la résorption du cartilage minéralisé et de l'os fasciculé. L'ostéogenèse qui suit consiste en un dépôt d'os lamellaire et compact. L'observation morphologique indique que l'allongement de l'andouiller dans cette espèce résulte d'une modification de l'ossification enchondrale, alors que son épaississement est lié à une ossification de membrane. Le cartilage de l'andouiller se différencie, devient mature, se minéralise et est remplacé par de l'os. L'andouiller se différencie, devient mature, se minéralise et est remplacé par de l'os. L'andouiller peut servir de modèle pour des études de formation du cartilage et de l'os.

Zusammenfassung

Aus den wachsenden Enden des Hauptstammes und der Geweihäste von zwei- und dreijährigen Weißwedelhirschen (Odocoileus virginianus) wurden während der ganzen Wachstumsperiode Biopsieproben entnommen. Die Proben wurden mit routinemäßigen und speziellen histologischen Techniken präpariert. Die histologische Differenzierung des Geweihs zeigte eine komplexe Serie von Veränderungen. Zuerst zeigte sich ziemlich viel Mesenchymgewebe, dann folgte ein knorpelartiges Stützgewebe, und am Schluß war der Knorpel vollständig durch Knochen ersetzt. Die Knochenbildung und das Verschwinden des mineralisierten Knorpels und des Faserknochens sind auf Chondroklasie und Osteoklasie zurückzuführen. Die nachfolgende Osteogenese führte zur Ablagerung von lamellenförmigem spongiösem und kompaktem Knochen. Der morphologische Befund zeigt, daß bei dieser Species das Längenwachstum des Geweihs durch eine modifizierte Form der enchondralen Ossifizierung geschieht, während das Dickenwachstum durch Mechanismen innerhalb der Membran erfolgt. Spezifisch zeigt sich zuerst eine Differenzierung des Geweihknorpels, dann reift er, wird mineralisiert und wird schließlich durch Knochen ersetzt. Das Geweih ist ein nützliches Modell für Untersuchungen der Chondrogenese und der Osteogenese.