Bonnethead rejtély

Bonnethead cápák fejlődéséről kiderült, hogy jellegzetes fejformájuk másként alakul, mint ahogy azt a kutatók korábban gondolták.

A hímek és a nőstények egyaránt viszonylag hegyes fejjel kezdik életüket, amely az ivarérettség felé közeledve fokozatosan kerekebbé válik, különösen a nőstényeknél.

A felfedezés megcáfolja azt az elképzelést, miszerint a hímek csak az ivarérettség elérése után alakítják ki jellegzetesen hegyesebb fejformájukat.

Megdőlt egy régi elmélet

A bonnethead cápák (Sphyrna tiburo) a pörölycápafélék családjának kisebb termetű képviselői, amelyek széles, lapátszerű fejükről ismerhetők fel. A cápák között különlegesnek számítanak, mivel a kifejlett hímek és nőstények fejformája jól láthatóan eltér egymástól.

A hímek fejének elülső része általában határozottabban hegyes marad, míg a nőstényeké simább, lekerekítettebb formát vesz fel. Ez a hímek és nőstények közötti látványos különbség évek óta foglalkoztatja a kutatókat.

Korábbi kutatások szerint a hegyes fejforma a hímeknél az ivarérettség elérésekor alakult ki. Az új, a Miami Egyetem Rosenstiel Tenger-, Légkör- és Földtudományi Iskolájának kutatói által vezetett tanulmány azonban más fejlődési mintázatot tárt fel.

A fiatal hímeknek és nőstényeknek egyaránt viszonylag hegyes a fejük, amely az életkor előrehaladtával mindkét csoportban egyre kerekebbé válik. Ez a változás a nőstényeknél jóval erőteljesebb, így később kialakul a két nem jellegzetes különbsége.

144 cápát vizsgáltak

Annak feltárására, hogyan változik a fejforma az élet során, a kutatók Florida két, egymástól távol eső területén élő bonnethead cápákat vizsgáltak.

2022 májusa és 2023 májusa között 105 cápát vizsgáltak a Biscayne-öbölben, további 39-et pedig a Tampa-öböl térségében. Az összehasonlítás lehetővé tette annak megállapítását, hogy eltérő környezeti körülmények között is megfigyelhető-e hasonló fejlődési mintázat.

Minden cápát megmértek, majd a fej mindkét oldaláról fényképeket készítettek egy erre a célra kialakított rács előtt. A kutatók ezután az ImageJ szoftver segítségével elemezték a fej görbületét, és összehasonlították a testmérettel, az életkorral és az ivarérettséggel összefüggő különbségeket. Az állatok elengedése előtt kis izommintákat is vettek tőlük.

A módszer részletes méréseket tett lehetővé úgy, hogy közben a lehető legrövidebbre csökkentették az állatok kezelésének időtartamát.

Az étrend nem magyarázza a különbséget

A kutatók azt is megvizsgálták, hogy a táplálkozási szokások magyarázatot adhatnak-e arra, miért alakul ki eltérő fejforma a hímeknél és a nőstényeknél.

137 cápa izomszövetét elemezték szén- és nitrogénizotópok szempontjából. Ezek a kémiai jellegzetességek információt nyújthatnak arról, milyen környezetben táplálkozik egy állat, illetve hol helyezkedik el a táplálékhálózatban, ráadásul hosszabb időszakot tükrözhetnek, mint a gyomortartalom önmagában.

Az eredmények egyértelmű különbségeket mutattak a Biscayne-öbölben és a Tampa-öbölben élő cápák között. Izotópjeleik alig mutattak átfedést, ami arra utalt, hogy a két populáció eltérő környezeti adottságokkal rendelkező ökoszisztémákban táplálkozott.

Az ugyanabban az öbölben élő hímek és nőstények azonban számos azonos helyi táplálékforrásra támaszkodtak. A kutatók ezért nem találtak bizonyítékot arra, hogy a különböző étrend vagy táplálkozási stratégia felelne a két nem eltérő fejformájáért.

A két régió eltérő izotópjelei sem feltétlenül jelentik azt, hogy a cápák teljesen különböző zsákmányállatokat fogyasztottak. Ugyanazok a fajok is eltérő kémiai jeleket hordozhatnak attól függően, hogy melyik ökoszisztémában élnek.

Az evolúciós rejtély továbbra is megmarad

A tanulmány választ ad a bonnethead cápák fejlődésével kapcsolatos egyik kérdésre, egy másikat azonban továbbra is nyitva hagy: miért előnyös egyáltalán a hegyes fejforma?

Az egyik lehetséges magyarázat szerint ez a forma segítheti a fiatalabb, kisebb cápákat abban, hogy hatékonyabban mozogjanak a vízben. A nőstények végül nagyobbra nőnek a hímeknél, részben a szaporodással járó fizikai megterhelés miatt, így a hegyesebb fejforma esetleges előnyei az érés során kevésbé fontossá válhatnak.

Ez a magyarázat egyelőre csak hipotézis. A jövőbeli kutatások, amelyek az úszás hatékonyságát és a korai fejlődést vizsgálják, segíthetnek meghatározni, mikor jelennek meg először a hímek és nőstények közötti különbségek, valamint hogy a hidrodinamika milyen szerepet játszik ebben.

A kutatás floridai populációkra összpontosított, ezért más területeken élő bonnethead cápáknál eltérő fejlődési mintázatok is megjelenhetnek. A cápák szélesebb földrajzi területen történő vizsgálata feltárhatja, hogy a helyi környezeti feltételek befolyásolják-e a fej fejlődését, és hogy az egyes populációk esetében eltérő természetvédelmi megközelítésekre van-e szükség.

Egyelőre tehát a bonnethead cápa továbbra is evolúciós rejtély marad. A kutatóknak már nem azt kell megmagyarázniuk, hogy a kifejlett hímek miért alakítanak ki hirtelen hegyes fejet, hanem azt, hogy a hímek és a nőstények miért eleve ilyen fejformával kezdik életüket, és miért veszítik el a nőstények növekedésük során ennek a jellegzetes formának jóval nagyobb részét.