科学者たちが自らの仮定を見直し、サメが得意げに泳ぎ去るという展開で、フロリダのコブウチワシュモクザメ（Sphyrna tiburo）に関する新しい研究が、オスとメスで異なる頭の形を持つ理由についての長年の説明を覆しました。マイアミ大学ローゼンシール校海洋・大気・地球科学部と協力機関の研究者たちは、このサメのシャベル型の頭が、雌雄ともに年齢とともに丸くなることを発見しました。特にメスでその変化が顕著でした。これは、オスが性的成熟に達すると尖った吻を発達させるという以前の研究に矛盾します。

この研究は、ビスケーン湾のコブウチワシュモクザメの頭の形と食性の両方を詳細に調査した初めてのもので、フロリダの反対側の個体群でも同じ発達パターンが見られるかを確認するために、タンパ湾のサメも含まれていました。コブウチワシュモクザメはシュモクザメの小型の近縁種で、頭の形に明確な性差を示す唯一のサメ種として知られています。この現象は性的二型と呼ばれます。オスは通常、頭の前縁に沿ってより目立つ尖りを持ち、メスはより滑らかで丸みを帯びた輪郭を持つ傾向があります。

「我々の調査結果は、尖った頭の形がオスが成熟したときに発達する特徴ではないことを示しています」と、ローゼンシール校で修士号取得中にこの研究を主導した筆頭著者のキャシー・リュー氏は述べました。「若いオスとメスの両方がより尖った頭を持っていましたが、サメが成熟するにつれて頭は丸くなりました。その変化はメスでずっと大きかったのです。」

研究者たちはまた、食性の違いや採餌戦略が頭の形の違いを説明するかどうかもテストしました。その結果、ビスケーン湾とタンパ湾のコブウチワシュモクザメは異なる食物網を占め、成長に伴って食性の変化を経験しましたが、同じ湾内のオスとメスは同じ地元の食料源の多くに依存していることが示されました。「我々の調査結果は、食性や採餌の違いがサメの性特異的な頭の形の発達を促進しているという証拠を提供しませんでした」とリュー氏は述べました。

共著者で、環境科学・政策学部の准教授であり、ローゼンシール校のサメ研究保護プログラムのディレクターであるキャサリン・マクドナルド氏は、「この研究は、科学者を悩ませてきた生物学的特性の要因を絞り込むのに役立ちます。同じ動物の体形と食性を調べることで、食性と形態変化が同時に起こるかどうかを評価することができました。我々の結果は、オスとメスのコブウチワシュモクザメの頭の形の違いの背後に別の原因があることを示唆しています」と述べました。

2022年5月から2023年5月にかけて、チームはビスケーン湾で105匹、タンパ湾地域で39匹のコブウチワシュモクザメをサンプリングしました。ビスケーン湾では調査用の延縄、タンパ湾では科学用の刺網を使用し、各サメを測定し、小さな筋肉サンプルを採取し、特別に設計されたグリッドボードに対して頭の両側を写真撮影した後、すぐに放流しました。

チームはImageJソフトウェアを使用して写真を分析し、頭の湾曲を正確に比較しました。この技術により、最小限の取り扱い時間で詳細な測定が可能になりました。また、137匹のサメの筋肉組織を分析し、炭素と窒素の同位体シグネチャーを調べました。これらの化学マーカーは、動物が食物網内のどこで摂食していたかを明らかにし、最近食べた獲物を調べるよりも長期的な食性の広い視点を提供します。同位体シグネチャーはビスケーン湾とタンパ湾のサメの間でほとんど重なりがなく、2つの個体群が異なる環境シグネチャーを持つ生態系で摂食していたことを示唆していますが、これは必ずしも異なる獲物を食べていたことを意味するわけではありません。同じ獲物でも異なる生態系では異なるシグネチャーを持つ可能性があるからです。

コブウチワシュモクザメの尖った頭がどのような利点をもたらすのかについては、科学者たちは依然として困惑しています。研究者らが提案する可能性の1つは、この形状が若くて小さいサメがより効率的に泳ぐのに役立つかもしれないが、メスが繁殖を支えるために大きく成長するにつれて、頭が丸くなることがあるということです。