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

EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Группа ученых из Университета Нагоя, Япон...

Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться
Frontiers in Bee Science: Жара мешает шмелям полноценно размножаться

В результате климатического кризиса глобальное...

Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне
Journal of the AChemSociety: Синтетика вызывает хаос в первичном бульоне

Наше тело состоит из триллионов различных...

Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному
Evolution: Островные летучие мыши одного вида эволюционируют по-разному

Исследователь из Мельбурнского университе...

New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад

По мнению исследовательской группы под ру...

Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах
Science: Облик будущих партнеров запечатлен у бабочек Heliconius в генах

Тропические бабочки Heliconius хорошо известны...

Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды

В новом исследовании неврологи показали, как&n...

Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки
Ecology: Японские медведи в поисках пищи разоряют лесопосадки

Бурые медведи, добывающие пищу на полуост...

Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак
Nature: Стволовые клетки растений подскажут, как развивается рак

Крошечный корень растения толщиной не бол...

Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый
Animal Behaviour: Козы по голосу определяют, злой хозяин или добрый

Козы могут отличить счастливого человека от&nb...

Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса
Current Biology: Сумчатая мышь из Австралии жертвует сном ради секса

Всем живым существам необходим сон. Когда люди...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь
EMBO Reports: Растения-однолюбы находят одного партнера на всю жизнь

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Исследователи используют кантианскую модель рациональности для оценки этичности решений ИИ