Редкий доступ к эмбрионам акулы-молота раскрывает секреты развития её уникальной головы

Учёные крайне редко получают доступ к большинству акул, их развивающемуся потомству или "яслям", где они растут. Поэтому увидеть эмбрион акулы-молота (Sphyrna tiburo) на середине его пятимесячного развития — большая редкость.

Доступ к растущим эмбрионам — ключевой фактор для биологов развития, которые пытаются понять разнообразие животных на Земле. Обычно рыбы, которых я изучаю (включая другие виды акул), откладывают яйца, что позволяет легко наблюдать развитие в реальном времени.

Однако акулы-молоты не откладывают яиц. Они вынашивают детёнышей в утробе. Беременная самка носит до 16 эмбрионов, каждый из которых питается через пуповину, как и человеческие эмбрионы. Затем мать рожает живых детёнышей, которые уже самостоятельны, с зубами и челюстями, готовые выживать сами.

Доступ к очень редкому ресурсу

Чтобы получить это изображение, мы с коллегами извлекли эмбрионы из взрослых самок акул, пойманных в рамках популяционных исследований у побережья Флориды (как Мексиканского залива, так и Атлантического океана). Обычно этих акул метят и отпускают. Но небольшое количество погибает в процессе, и их затем изучают для получения данных о диете, возрасте, росте, размножении и токсикологии. Ни одна акула не была убита специально для нашего исследования. Эмбрионы в противном случае были бы утрачены после гибели матерей.

Для этой работы аспиранту моей лаборатории Стивену Байраму удалось задокументировать весь набор стадий развития, используя в общей сложности 177 эмбрионов боннетголовой акулы.

Мы смогли собрать своего рода визуальную карту роста: от самых ранних эмбрионов (которые совсем не похожи на молотов) до конкретного момента в развитии, когда формируется характерная голова, и далее до самого рождения. Никто из учёных ранее не описывал развитие акул-молотов таким образом.

Это исследование позволяет нам изучить ключевые стадии развития акулы-молота и, что важно, точные моменты — как на этом снимке — когда у эмбриона формируется характерная форма головы.

Добавление к известному о молотах

Молоты — особая группа всего из восьми видов акул, у которых уникальным образом развивается голова в форме молота, известная как цефалофойл. Её название отражает гидродинамический дизайн, используемый для быстрых поворотов и прижатия добычи. Этот конкретный вид известен как боннетголовая акула из-за относительно небольшого и округлого "молота".

Учёные полагают, что широкая уплощённая форма головы с глазами по бокам эволюционировала для усиления чувств животных. Широкая постановка глаз увеличивает поле зрения, а расширенные носовые капсулы улучшают обонятельные способности.

Головы в форме молота покрыты расширенными электрорецепторными органами, которые поддерживают "шестое чувство" акул. Они могут улавливать даже мельчайшие электрические сигналы, например, импульсы от сердцебиения жертвы или магнитные поля Земли, которые используют для навигации во время миграции.

Доступ к этим удивительным эмбрионам акул позволяет нам сравнить их развитие с другими акулами с обычной головой и задаться вопросом, как и почему у молотов растут эти замечательные головы.