في تطور مثير دفع العلماء إلى إعادة النظر في افتراضاتهم، بينما تسبح أسماك القرش بغرور بعيدًا، كشفت دراسة جديدة عن أسماك قرش المطرقة صغيرة الرأس (Sphyrna tiburo) في فلوريدا عن إسقاط تفسير طويل الأمد لسبب امتلاك الذكور والإناث رؤوسًا بأشكال مختلفة. اكتشف باحثون من مدرسة روزنستيل للعلوم البحرية والغلاف الجوي وعلوم الأرض بجامعة ميامي ومؤسسات متعاونة أن رؤوس أسماك القرش التي تشبه المجرفة تصبح أكثر استدارة مع تقدم العمر في كلا الجنسين، مع كون هذا التغيير ملحوظًا بشكل خاص لدى الإناث. وهذا يتناقض مع الأبحاث السابقة التي اقترحت أن الذكور يطورون خطمهم الأكثر استدقاقًا عند بلوغهم النضج الجنسي.

الدراسة، وهي أول تحقيق مفصل في كل من شكل الرأس والنظام الغذائي لأسماك قرش المطرقة صغيرة الرأس في خليج بيسكاين، شملت أيضًا أسماك قرش من خليج تامبا للتحقق مما إذا كانت أنماط النمو نفسها تظهر في مجموعات على جانبي فلوريدا المتقابلين. أسماك القرش صغيرة الرأس، وهي أقارب صغيرة لأسماك القرش المطرقة، هي النوع الوحيد من أسماك القرش المعروف بإظهار اختلافات واضحة في شكل الرأس بين الجنسين، وهي ظاهرة يسميها العلماء مثنوية الشكل الجنسية. عادةً ما يحمل الذكور نقطة أكثر وضوحًا على طول الحافة الأمامية للرأس، بينما تميل الإناث إلى امتلاك مخطط أكثر نعومة واستدارة.

وقالت كاثي ليو، المؤلفة الرئيسية للدراسة التي أجريت خلال دراستها للماجستير في مدرسة روزنستيل: "تظهر نتائجنا أن شكل الرأس المدبب ليس سمة تتطور لدى الذكور عندما يبلغون النضج. كان كل من الذكور والإناث الأصغر سنًا يمتلكون رؤوسًا أكثر استدقاقًا، لكن الرأس أصبح أكثر استدارة مع نضوج أسماك القرش. كان هذا التغيير أكبر بكثير لدى الإناث."

كما اختبر الباحثون ما إذا كانت الاختلافات الغذائية أو استراتيجيات البحث عن الطعام قد تفسر تباعد شكل الرأس. أظهرت نتائجهم أن أسماك القرش صغيرة الرأس في خليج بيسكاين وخليج تامبا احتلت شبكات غذائية متميزة وشهدت تغييرات غذائية مع نموها، لكن الذكور والإناث داخل نفس الخليج اعتمدوا على العديد من مصادر الغذاء المحلية نفسها. قالت ليو: "لم تقدم نتائجنا أي دليل على أن الاختلافات في النظام الغذائي أو البحث عن الطعام كانت تقود تطور أشكال الرأس الخاصة بكل جنس."

أشارت كاثرين ماكدونالد، المؤلفة المشاركة والأستاذة المشاركة في قسم العلوم والسياسة البيئية ومديرة برنامج أبحاث وحفظ أسماك القرش في مدرسة روزنستيل، إلى أن "هذه الدراسة تساعد في تضييق نطاق العوامل المسؤولة عن سمة بيولوجية حيرت العلماء. من خلال فحص شكل الجسم والنظام الغذائي في نفس الحيوانات، تمكنا من تقييم ما إذا كان النظام الغذائي والتغيرات المورفولوجية يحدثان معًا. تشير نتائجنا إلى وجود سبب آخر وراء الاختلافات في شكل الرأس بين ذكور وإناث أسماك القرش صغيرة الرأس."

بين مايو 2022 ومايو 2023، أخذ الفريق عينات من 105 من أسماك القرش صغيرة الرأس في خليج بيسكاين و39 في منطقة خليج تامبا. باستخدام خطافات طويلة بحثية في خليج بيسكاين وشباك خيشومية علمية في خليج تامبا، قاموا بقياس كل سمكة قرش، وأخذوا عينة عضلية صغيرة، والتقطوا صورًا لجانبي الرأس مقابل لوحة شبكية مصممة خصيصًا قبل إطلاق الحيوان بسرعة.

استخدم الفريق برنامج ImageJ لتحليل الصور ومقارنة انحناء الرأس بدقة، وهي تقنية سمحت بقياسات مفصلة مع الحد الأدنى من وقت المناولة. كما قاموا بتحليل الأنسجة العضلية من 137 من أسماك القرش بحثًا عن بصمات نظائر الكربون والنيتروجين، وهي علامات كيميائية تكشف عن مكان تغذية الحيوان داخل الشبكة الغذائية وتوفر رؤية أوسع للنظام الغذائي طويل الأجل من فحص الفرائس التي تم تناولها مؤخرًا. أظهرت بصمات النظائر تداخلًا ضئيلًا بين أسماك قرش خليج بيسكاين وخليج تامبا، مما يشير إلى أن المجموعتين تتغذيان في أنظمة بيئية ذات بصمات بيئية مختلفة - على الرغم من أن هذا لا يعني بالضرورة أنهما يأكلان فرائس مختلفة، حيث يمكن أن تحمل نفس الفريسة بصمات مختلفة في أنظمة بيئية مختلفة.

أما بالنسبة للميزة التي قد يوفرها الرأس المدبب لسمكة القرش صغيرة الرأس، فلا يزال العلماء في حيرة. أحد الاحتمالات التي اقترحها الباحثون هو أن الشكل قد يساعد أسماك القرش الأصغر سنًا والأصغر حجمًا على السباحة بكفاءة أكبر، ولكن مع نمو الإناث بشكل أكبر لدعم التكاثر، قد يتغير شكل الرأس لاستيعاب احتياجات أخرى. ومع ذلك، تظل الوظيفة الدقيقة غير معروفة، مما يترك مجالًا للدراسات المستقبلية لكشف اللغز.