Рост акул-молотов опроверг прежнюю теорию формы их головы

Новое исследование опровергло устоявшееся объяснение того, почему самцы и самки акул bonnethead (Sphyrna tiburo) имеют по-разному оформленную голову.Оказалось, что оба пола начинают жизнь с более заострёнными головами, которые с возрастом становятся округлее, причём у самок это изменение выражено сильнее, а не самцы приобретают заострённую форму при половом созревании, как считалось прежде.

Работа опубликована в журнале Integrative Organismal Biology и основана на исследовании 105 акул из залива Бискейн и 39 акул из района залива Тампа — обе популяции расположены на противоположных сторонах Флориды.

Что именно измеряли и как

Это первое детальное исследование, одновременно изучавшее форму головы и рацион акул bonnethead из залива Бискейн. Учёные добавили к нему акул из залива Тампа, чтобы проверить, воспроизводятся ли одинаковые закономерности развития в популяциях, живущих по разным берегам Флориды.

Акул отлавливали с мая 2022 по май 2023 года. Каждую рыбу измеряли, фотографировали оба профиля головы на фоне специальной координатной сетки, брали небольшой образец мышечной ткани и быстро выпускали. Для анализа снимков использовали программу ImageJ — она позволила точно сравнить кривизну головы каждой особи без длительного удержания животного.

«Наши результаты показывают, что заострённая форма головы — не признак, который развивается у самцов при достижении половой зрелости», — сказала Кэти Лю, ведущий автор исследования, подготовленного в рамках магистерской диссертации в Школе Розенстил Университета Майами. — «У молодых самцов и самок головы были более заострёнными, однако по мере взросления голова становилась округлее. У самок это изменение было значительно большим».

Рацион не объясняет различий

Параллельно исследователи проверили, не могут ли разные формы головы у самцов и самок объясняться различиями в питании или способе добычи пищи.Анализ изотопных подписей углерода и азота в мышечной ткани 137 акул показал, что популяции залива Бискейн и залива Тампа питались в экосистемах с разными средовыми изотопными сигнатурами. Самцы и самки, живущие в одном заливе, в значительной мере зависели от одних и тех же местных источников пищи.

«Наши результаты не дают никаких оснований считать, что различия в рационе или добыче пищи являются причиной полового диморфизма в форме головы», — констатировала Лю.

Ключевые результаты исследования:

• Оба пола рождаются с более заострёнными головами; к взрослому возрасту голова становится округлее;
• Изменение формы у самок выражено заметно сильнее, чем у самцов;
• Различия в рационе между самцами и самками из одного залива не подтверждены;
• Две популяции (Бискейн и Тампа) питались в разных пищевых сетях с различными изотопными сигнатурами.

Загадка остаётся открытой

«Это исследование помогло сузить круг факторов, объясняющих биологический признак, который десятилетиями ставил учёных в тупик», — сказала Кэтрин Макдональд, соавтор работы, доцент кафедры экологических наук и директор программы Shark Research and Conservation в Школе Розенстил.

Одна из гипотез: заострённая голова может давать молодым мелким особям преимущество при плавании. По мере роста самок, у которых живот несёт бо́льшую нагрузку в связи с размножением, эта гидродинамическая выгода может утрачивать значение. Для проверки данного предположения потребуются эксперименты по плавательной эффективности и изучение зародышевого развития.

Читайте также по теме: строении позвоночника и плавании акул.