Royal Society Open Science: Вчені з'ясували, як акули-молотилки б'ють хвостом

Подібно до Індіана Джонса з його хлистом, так звані акули-молотілки Alopias spp. опанували мистецтво бити хвостами. З неймовірною швидкістю їх довгі, схожі на мачеті хвости завдають ударів і приголомшують видобуток, дозволяючи їм одним махом проковтнути кілька риб.

Винятково подовжений хвіст, довжина якого часто може дорівнювати довжині всього тіла, робить цю акулу не тільки унікальною рибою, а й грізним мисливцем.

Удар хвостом акули-молотілки складається з чотирьох фаз: підготовка, удар, відновлення після удару та збирання видобутку. Пляски хвостом зверху починаються у фазі підготовки з випаду у бік наміченого видобутку. Фаза удару починається з опускання голови та згинання тіла, внаслідок чого хвіст піднімається над головою, створюючи рух, схожий на удар батогом. У фазі відновлення акула повертається в плавальну позу та з'їдає оглушений видобуток.

Рух хвоста акули різко відрізняється від руху тіла з боку на бік під час плавання. Хрящовий хребет, який є головною віссю тіла, може мати анатомічні зміни, щоб витримувати екстремальний вигин під час руху хвоста. Попередні дослідження вивчали хребці акули-молотілки, але в контексті сил під час плавання.

Нове дослідження, проведене Атлантичним університетом Флориди у співпраці з Програмою з хижаків, Північно-Східний науковий центр рибальства, Національне управління океанічних та атмосферних досліджень (NOAA), містить складні деталі, що показують, що анатомія хребців може підтримувати механіку екстремального вигину дозволяючи цим досвідченим мисливцям використовувати свої хвости як зброю.

В рамках цього дослідження вчені вивчили хребці з головної та хвостової частин тіла. Вони вивчили анатомію хребців та виміряли такі параметри, як висота, ширина та довжина вздовж хребетного стовпа у 10 звичайних акула-молотилок (Alopias vulpinus) різних розмірів – від ембріона до великих дорослих особин.

Дослідники використовували мікротомографію, аналогічну комп'ютерної томографії, яку люди використовують у медичних установах, для отримання зображення внутрішньої архітектури кожного хребця та кількісної оцінки різних мінеральних структур, виявлених у кальцинованому хрящі. Вони також використовували методи двовимірного аналізу форми, щоб вивчити варіації просторового розподілу мінеральних структур вздовж хребетного стовпа.

Результати дослідження, опубліковані у журналі Royal Society Open Science, свідчать про те, що анатомія хребців акули-молотілки та мінералізована мікроструктура відповідають вимогам, необхідним для швидкого плавання та махання хвостом, характерного для цих видів.

Дослідники виявили, що мінералізована мікроархітектура хребців акули-молотілки змінюється в передній та задній частинах тіла, і ці анатомічні зміни можуть підтримувати їхню унікальну поведінку, пов'язану з відмахуванням хвостом.По суті, хребці акули-молотілки укріплені по всій довжині і можуть працювати як катапульта, дозволяючи хвості проноситися над головою.

Ми виявили, що анатомія та мікроструктура значно розрізняються за тілом та за групами розвитку — ембріональною, ювенільною та дорослою акулою-молотилкою, — каже Джеймі Л. Кнауб, перший автор роботи та аспірант факультету біологічних наук ФАУ в Науковому коледжі Чарльза Е. Шмідта.

Грунтуючись на наших результатах, ми вважаємо, що хребці акули-молотілки розрізняються за анатомією, кількістю та розташуванням мінералів, що сприяє механічним потребам у закручуванні хвоста.

Дослідники також виявили, що акули ювенільного розміру набувають мінералізованих структур у процесі розвитку, ймовірно, для того, щоб підтримувати більше тіло в міру зростання та хвіст для маневрів батогом.

Ми вважаємо, що передні хребці стабілізують основне тіло акули-молотілки, а хребці, розташовані ближче до хвоста, підтримують хвостові хлисті, — каже Маріанна Е. Портер, доктор філософії, старший автор та доцент факультету біологічних наук ФАУ.

Крім того, зміни в розвитку припускають, що анатомія хребців змінюється в процесі розвитку, щоб підтримувати більше тіло та хвостовий плавець.

Акули-молотілки, що відносяться до сімейства Alopiidae, включають три види: пелагічну лисячу акулу (Alopias pelagicus), великооку лисячу акулу (Alopias superciliousus) та звичайну лисячу акулу (Alopias vulpinus). З 2007 року всі три види акули-молотилки внесені до списку Світового союзу охорони природи як загрози зникнення.