В сюжетном повороте, который заставляет учёных пересматривать свои предположения, а акул — самодовольно уплывать прочь, новое исследование акул-лопат (Sphyrna tiburo) во Флориде опровергло давнее объяснение того, почему самцы и самки имеют головы разной формы. Исследователи из Школы морских, атмосферных и земных наук имени Розенстила при Университете Майами и сотрудничающих учреждений обнаружили, что головы акул в форме лопаты становятся более округлыми с возрастом у обоих полов, причём это изменение особенно выражено у самок. Это противоречит более ранним исследованиям, предполагавшим, что самцы развивают более заострённое рыло по достижении половой зрелости.

Исследование, ставшее первым детальным изучением как формы головы, так и рациона акул-лопат из залива Бискейн, также включало акул из залива Тампа, чтобы проверить, проявляются ли те же закономерности развития у популяций на противоположных сторонах Флориды. Акулы-лопаты — мелкие родственники акул-молотов — являются единственным видом акул, у которых наблюдаются явные различия в форме головы между полами, явление, которое учёные называют половым диморфизмом. У самцов обычно более заметное заострение по переднему краю головы, тогда как у самок более гладкий и округлый контур.

«Наши результаты показывают, что заострённая форма головы не является признаком, который развивается у самцов при достижении зрелости», — сказала Кэти Лю, ведущий автор исследования, проведённого во время её обучения в магистратуре в Школе Розенстила. «У более молодых самцов и самок головы были более заострёнными, но с возрастом голова становилась круглее. Это изменение было гораздо более выраженным у самок».

Исследователи также проверили, могут ли различия в рационе или стратегиях добычи пищи объяснить расхождение в форме головы. Их результаты показали, что акулы-лопаты в заливе Бискейн и заливе Тампа занимают разные пищевые сети и испытывают изменения в рационе по мере роста, но самцы и самки в одном и том же заливе полагались на многие из одних и тех же местных источников пищи. «Наши результаты не дали доказательств того, что различия в рационе или добыче пищи определяют развитие специфической для пола формы головы у акул», — сказала Лю.

Кэтрин Макдональд, соавтор и адъюнкт-профессор кафедры экологической науки и политики, а также директор программы по исследованию и сохранению акул в Школе Розенстила, отметила: «Это исследование помогает сузить круг возможных причин биологического признака, который озадачивал учёных. Изучая форму тела и рацион одних и тех же животных, мы смогли оценить, совпадают ли изменения в рационе и морфологии. Наши результаты предполагают, что за различиями в форме головы между самцами и самками акул-лопат стоит другая причина».

В период с мая 2022 года по май 2023 года команда взяла пробы у 105 акул-лопат в заливе Бискейн и 39 в районе залива Тампа. Используя исследовательские ярусы в заливе Бискейн и научные жаберные сети в заливе Тампа, они измерили каждую акулу, взяли небольшой образец мышц и сфотографировали обе стороны головы на фоне специально разработанной сетки, после чего быстро отпустили животное.

Команда использовала программное обеспечение ImageJ для анализа фотографий и точного сравнения кривизны головы — метод, который позволил проводить детальные измерения при минимальном времени обращения с животным. Они также проанализировали мышечную ткань 137 акул на предмет изотопных сигнатур углерода и азота — химических маркеров, которые показывают, где животное питалось в пищевой сети, и дают более широкое представление о долгосрочном рационе, чем изучение недавно съеденной добычи. Изотопные сигнатуры показали небольшое перекрытие между акулами из залива Бискейн и залива Тампа, что позволяет предположить, что две популяции питались в экосистемах с разными экологическими сигнатурами — хотя это не обязательно означает, что они ели разную добычу, поскольку одна и та же добыча может нести разные сигнатуры в разных экосистемах.

Что касается того, какое преимущество может давать заострённая голова акулы-лопаты, учёные остаются в недоумении. Одна из возможностей, предложенная исследователями, заключается в том, что такая форма может помогать более молодым и мелким акулам плавать более эффективно, но по мере того как самки становятся крупнее, чтобы поддерживать репродукцию, их головы становятся круглее, что, возможно, связано с изменением гидродинамики или другими факторами. Однако для окончательного ответа требуются дальнейшие исследования.