과학자들이 자신들의 가정을 재검토하고 상어들이 으스대며 헤엄쳐 가는 반전 속에, 플로리다에서 본넷헤드 상어(Sphyrna tiburo)에 대한 새로운 연구가 수컷과 암컷이 서로 다른 모양의 머리를 가진 이유에 대한 오랜 설명을 뒤집었다. 마이애미 대학 로젠스틸 해양, 대기, 지구 과학 대학 및 공동 연구 기관의 연구자들은 상어의 삽 모양 머리가 나이가 들면서 양쪽 성별 모두에서 더 둥글게 변하며, 특히 암컷에서 그 변화가 두드러진다는 것을 발견했다. 이는 수컷이 성적으로 성숙하면 더 뾰족한 주둥이가 발달한다는 이전 연구와 모순된다.

비스케인 만의 본넷헤드 상어의 머리 모양과 식단을 모두 조사한 최초의 상세 연구인 이 연구는 플로리다 반대편의 개체군에서도 동일한 발달 패턴이 나타나는지 확인하기 위해 탬파 만의 상어도 포함했다. 본넷헤드 상어는 귀상어 상어의 작은 친척으로, 명확한 성별 기반 머리 모양 차이를 보이는 유일한 상어 종으로 알려져 있으며, 과학자들은 이를 성적 이형성이라고 부른다. 수컷은 일반적으로 머리 앞쪽 가장자리를 따라 더 눈에 띄는 뾰족함을 보이는 반면, 암컷은 더 부드럽고 둥근 윤곽을 보이는 경향이 있다.

"우리의 연구 결과는 뾰족한 머리 모양이 수컷이 성숙할 때 발달하는 특징이 아니라는 것을 보여줍니다,"라고 로젠스틸 대학에서 석사 과정 중 수행된 이 연구의 주 저자 캐시 리우가 말했다. "어린 수컷과 암컷 모두 더 뾰족한 머리를 가지고 있었지만, 상어가 성숙함에 따라 머리는 더 둥글게 변했습니다. 그 변화는 암컷에서 훨씬 더 컸습니다."

연구자들은 또한 식단 차이나 먹이 찾기 전략이 머리 모양의 차이를 설명할 수 있는지 테스트했다. 그들의 결과는 비스케인 만과 탬파 만의 본넷헤드 상어가 서로 다른 먹이 그물을 차지하고 성장하면서 식단 변화를 겪었지만, 같은 만 안의 수컷과 암컷은 동일한 지역 먹이원에 많이 의존한다는 것을 보여주었다. "우리의 연구 결과는 식단이나 먹이 찾기의 차이가 상어의 성별 특이적 머리 모양 발달을 주도한다는 증거를 제공하지 않았습니다,"라고 리우가 말했다.

공동 저자이자 환경 과학 및 정책 학과 부교수이자 로젠스틸 대학의 상어 연구 및 보존 프로그램 책임자인 캐서린 맥도날드는 "이 연구는 과학자들을 당혹스럽게 만든 생물학적 특성의 원인을 좁히는 데 도움이 됩니다. 같은 동물의 체형과 식단을 조사함으로써 우리는 식단과 형태 변화가 동시에 발생하는지 평가할 수 있었습니다. 우리의 결과는 수컷과 암컷 본넷헤드 상어의 머리 모양 차이 뒤에 또 다른 원인이 있음을 시사합니다."라고 말했다.

2022년 5월에서 2023년 5월 사이에 팀은 비스케인 만에서 105마리, 탬파 만 지역에서 39마리의 본넷헤드 상어를 표본 추출했다. 비스케인 만에서는 연구용 낚시줄을, 탬파 만에서는 과학용 자망을 사용하여 각 상어를 측정하고, 작은 근육 샘플을 채취하고, 특수 제작된 그리드 보드에 머리 양쪽을 촬영한 후 신속하게 방류했다.

팀은 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 사진을 분석하고 머리 곡률을 정밀하게 비교했는데, 이 기술은 처리 시간을 최소화하면서 상세한 측정을 가능하게 했다. 또한 137마리 상어의 근육 조직에서 탄소와 질소 동위원소 시그니처를 분석했는데, 이는 동물이 먹이 그물 내에서 어디에서 먹이를 먹었는지 나타내는 화학적 지표로, 최근에 먹은 먹이를 조사하는 것보다 장기적인 식단에 대한 더 넓은 시야를 제공한다. 동위원소 시그니처는 비스케인 만과 탬파 만 상어 사이에 거의 겹치지 않아 두 개체군이 서로 다른 환경 시그니처를 가진 생태계에서 먹이를 먹었음을 시사하지만, 반드시 다른 먹이를 먹었다는 것을 의미하지는 않는다. 같은 먹이라도 다른 생태계에서는 다른 시그니처를 가질 수 있기 때문이다.

본넷헤드 상어의 뾰족한 머리가 어떤 이점을 제공하는지에 대해 과학자들은 여전히 난감해하고 있다. 연구자들이 제안한 한 가지 가능성은 그 모양이 어리고 작은 상어가 더 효율적으로 헤엄치는 데 도움이 될 수 있지만, 암컷이 번식을 지원하기 위해 더 크게 성장함에 따라 둥근 머리가 더 유리할 수 있다는 것이다. 그러나 이러한 가설을 테스트하려면 추가 연구가 필요하다.