Royal Society Open Science: Ученые выяснили, как акулы-молотилки лупят хвостом

Подобно Индиане Джонсу с его хлыстом, так называемые акулы-молотилки Alopias spp. овладели искусством бить хвостами. С невероятной скоростью их длинные, похожие на мачете хвосты наносят удары и оглушают добычу, позволяя им одним махом проглотить несколько рыб.

Исключительно удлиненный хвост, длина которого зачастую может равняться длине всего тела, делает эту акулу не только уникальной рыбой, но и грозным охотником.

Удар хвостом акулы-молотилки состоит из четырех фаз: подготовка, удар, восстановление после удара и сбор добычи. Шлепки хвостом сверху начинаются в фазе подготовки с выпада в сторону намеченной добычи. Фаза удара начинается с опускания головы и сгибания тела, в результате чего хвост поднимается над головой, создавая движение, похожее на удар кнутом. В фазе восстановления акула возвращается в плавательную позу и съедает оглушенную добычу.

Движение хвоста акулы резко отличается от движения тела из стороны в сторону во время плавания. Хрящевой позвоночный столб, который является главной осью тела, может иметь анатомические изменения, чтобы выдерживать экстремальный изгиб во время движения хвоста. Предыдущие исследования изучали позвонки акулы-молотилки, но в контексте сил, испытываемых во время плавания.

Новое исследование, проведенное Атлантическим университетом Флориды в сотрудничестве с Программой по хищникам, Северо-Восточный научный центр рыболовства, Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), содержит сложные детали, показывающие, что анатомия позвонков может поддерживать механику экстремального изгиба тела акулы-молотилки, позволяя этим опытным охотникам использовать свои хвосты в качестве оружия.

В рамках данного исследования ученые изучили позвонки из головной и хвостовой частей тела. Они изучили анатомию позвонков и измерили такие параметры, как высота, ширина и длина вдоль позвоночного столба у 10 обычных акула-молотилок (Alopias vulpinus) разных размеров — от эмбриона до крупных взрослых особей.

Исследователи использовали микротомографию, аналогичную компьютерной томографии, которую люди используют в медицинских учреждениях, для получения изображения внутренней архитектуры каждого позвонка и количественной оценки различных минеральных структур, обнаруженных в кальцинированном хряще. Они также использовали методы двумерного анализа формы, чтобы изучить вариации пространственного распределения минеральных структур вдоль позвоночного столба.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Royal Society Open Science, свидетельствуют о том, что анатомия позвонков акулы-молотилки и минерализованная микроструктура отвечают требованиям, необходимым для быстрого плавания и махания хвостом, характерного для этих видов.

Исследователи обнаружили, что минерализованная микроархитектура позвонков акулы-молотилки меняется в передней и задней частях тела, и эти анатомические изменения могут поддерживать их уникальное поведение, связанное с отмахиванием хвостом. По сути, позвонки акулы-молотилки укреплены по всей длине и могут работать как катапульта, позволяя хвосту проноситься над головой.

Мы обнаружили, что анатомия и микроструктура значительно различаются по телу и по группам развития — эмбриональной, ювенильной и взрослой акулы-молотилки, — говорит Джейми Л. Кнауб, первый автор работы и аспирант факультета биологических наук ФАУ в Научном колледже Чарльза Э. Шмидта.

Основываясь на наших результатах, мы считаем, что позвонки акулы-молотилки различаются по анатомии, количеству и расположению минералов, что способствует механическим потребностям в закручивании хвоста.

Исследователи также обнаружили, что акулы ювенильного размера приобретают минерализованные структуры в процессе развития, вероятно, для того, чтобы поддерживать более крупное тело по мере роста и хвост для маневров кнутом.

Мы считаем, что передние позвонки стабилизируют основное тело акулы-молотилки, а позвонки, расположенные ближе к хвосту, поддерживают хвостовые хлысты, — говорит Марианна Э. Портер, доктор философии, старший автор и доцент факультета биологических наук ФАУ.

Кроме того, изменения в развитии предполагают, что анатомия позвонков меняется в процессе развития, чтобы поддерживать более крупное тело и хвостовой плавник.

Акулы-молотилки, относящиеся к семейству Alopiidae, включают три вида: пелагическую лисью акулу (Alopias pelagicus), большеглазую лисью акулу (Alopias superciliousus) и обыкновенную лисью акулу (Alopias vulpinus). С 2007 года все три вида акулы-молотилки внесены в список Всемирного союза охраны природы как находящиеся под угрозой исчезновения.

Фото: https://www.inaturalist.org/observations/37732569

17.01.2024


Подписаться в Telegram



Биосфера

TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем

Есть много анекдотов о том, как дики...

FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными

Раньше африканские гигантские крысы умели нахо...

JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%
JVIM: ИИ находит шумы в собачьем сердце с точностью 90%

Алгоритм, изначально разработанный для лю...

PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя
PNAS: Эпоху динозавров запустил лед, а вовсе не пламя

201,6 миллиона лет назад произошло массов...

RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше
RSTB: Социальные виды, включая людей, живут и размножаются дольше

Социальные виды живут дольше и размножают...

Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи
Science: Водные насекомые заменят пауков и мух в пищевой цепи

Животные должны получать достаточное количеств...

Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях
Nature Communications: Новый метод уменьшает количество пор в растениях

Химическое соединение, которое регулирует плот...

IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход
IPS&M: Инвазивные деревья могут приносить владельцам участков доход

На брёвнах инвазивных деревьев можно выращиват...

AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий
AdFM: Сгруппировавшиеся фаги стали еще эффективнее бить бактерий

Неожиданный результат при подготовке обра...

Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж
Science: Голодные бактерии берут своих жертв на абордаж

В мировом океане обитает множество бактерий, и...

ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах
ES&E: Пингвины в Африке охотно размножаются в искусственных гнездах

Искусственные гнезда способствуют размножению ...

Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек
Vertebrate Zoology: На Мадагаскаре нашли пронзительно щебечущих лягушек

Исследователи обнаружили в тропических ле...

Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни
Evolution & Development: В Австралии нашли одну из самых ранних форм жизни

В Южной Австралии есть горный хребет. Под ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии