Загадка акулы-молота

Учёные обнаружили, что характерная форма головы малоголовой акулы-молота (Sphyrna tiburo) развивается совсем не так, как считалось раньше.

И самцы, и самки рождаются с относительно заострённой передней частью головы, однако по мере взросления она становится более округлой — особенно заметно у самок.

Новое исследование опровергает прежнее представление о том, что характерный заострённый профиль появляется у самцов только после достижения половой зрелости.

Прежняя теория не подтвердилась

Малоголовая акула-молот — один из небольших представителей семейства молотоголовых акул. Её легко узнать по широкой голове, напоминающей по форме лопату.

Особенно необычно то, что взрослые самцы и самки заметно различаются формой головы. У самцов передний край обычно остаётся более заострённым, тогда как у самок с возрастом становится плавным и округлым.

Долгое время считалось, что заострённая форма появляется у самцов при достижении половой зрелости. Однако исследователи из Школы морских, атмосферных и наук о Земле Розенстила при Университете Майами обнаружили противоположную закономерность.

Молодые особи обоих полов изначально имеют сравнительно заострённую голову. С возрастом она постепенно округляется и у самцов, и у самок, но у самок этот процесс выражен значительно сильнее. Именно поэтому между взрослыми животными возникает заметная разница.

Учёные изучили 144 акулы

Чтобы выяснить, как форма головы меняется с возрастом, исследователи изучили малоголовых акул из двух популяций, обитающих по разные стороны Флориды.

С мая 2022 по май 2023 года специалисты обследовали 105 акул из залива Бискейн и ещё 39 особей из района залива Тампа. Такое сравнение позволило проверить, сохраняется ли одна и та же закономерность развития в разных условиях среды.

Каждую акулу измеряли и фотографировали с обеих сторон головы на фоне специальной разметки. Затем с помощью программы ImageJ учёные оценивали степень изгиба головы и сопоставляли её с размерами тела, возрастом и половой зрелостью.

У животных также брали небольшие образцы мышечной ткани, после чего выпускали их обратно. Такой подход позволил получить точные данные и при этом сократить время контакта с акулами.

Рацион оказался ни при чём

Исследователи также проверили, может ли различие формы головы быть связано с особенностями питания самцов и самок.

Для этого образцы мышечной ткани 137 акул проанализировали на содержание стабильных изотопов углерода и азота. Такие химические показатели позволяют судить о среде питания животного и его положении в пищевой цепи за более длительный период, чем обычный анализ содержимого желудка.

Результаты показали заметные различия между акулами из заливов Бискейн и Тампа. Их изотопные показатели почти не совпадали, что указывает на разные экологические условия в этих районах.

Однако внутри каждого залива самцы и самки использовали во многом одни и те же местные пищевые ресурсы. Поэтому исследователи не нашли доказательств того, что различия в рационе или способах добычи пищи объясняют разную форму головы.

При этом отличающиеся изотопные показатели двух популяций не обязательно означают, что акулы питались совершенно разными видами добычи. Даже одинаковая пища может оставлять разные химические следы в зависимости от особенностей конкретной экосистемы.

Эволюционная загадка остаётся

Исследование объяснило, как именно меняется форма головы малоголовых акул-молотов, но пока не ответило на другой вопрос: зачем молодым особям нужен более заострённый профиль? Одна из гипотез заключается в том, что такая форма позволяет небольшим акулам эффективнее двигаться в воде.

Самки с возрастом становятся крупнее самцов, в том числе из-за особенностей размножения. Возможно, преимущества более заострённой формы уменьшаются по мере увеличения размеров тела.

Однако пока это лишь предположение. Будущие исследования гидродинамики и ранних стадий развития помогут выяснить, когда именно начинают проявляться различия между полами и действительно ли они связаны с эффективностью плавания.

Почему нужны новые исследования

Работа охватывала только две популяции во Флориде, поэтому малоголовые акулы-молоты в других частях ареала могут развиваться несколько иначе. Исследования в других регионах помогут понять, влияют ли местные экологические условия на форму головы и существуют ли значимые различия между отдельными популяциями.

Эти данные могут оказаться важными и для охраны вида, поскольку разные группы животных иногда требуют разных подходов к сохранению.

Пока малоголовая акула-молот остаётся эволюционной загадкой. Учёным больше не нужно объяснять, почему у взрослых самцов внезапно появляется заострённая голова. Теперь главный вопрос звучит иначе: почему с такой формой начинают жизнь оба пола и почему самки постепенно теряют её гораздо сильнее?