Лисья акула превратила позвоночник в требушет, чтобы глушить рыбу хвостом

На протяжении сотен миллионов лет акулы и их предки оставались в числе самых грозных морских хищников. За это время примитивные хрящевые рыбы мало изменились, придерживаясь простой и эффективной конструкции древнего хищника.

Один из главных секретов успеха акул — ее зубы, которые растут рядами (причем идущими поперек, а не параллельно челюсти) и легко отрастают при потере. Однако в арсенале некоторых акул имеются и другие адаптации, скажем хвост лисьих акул. Их относят к роду Alopias, единственному в семействе морских лисиц и включающему всего три вида. Это довольно крупные (до шести метров) рыбы, обитатели теплого и умеренного пояса океана.

Лисьих акул объединяет общая узнаваемая черта — очень длинная верхняя лопасть хвостового плавника. Она действительно придает рыбе сходство с лисой, приподнявшей выпрямленный хвост. Причем по длине эта лопасть может быть сравнима с телом акулы. Ранее зоологи выяснили, что огромный плавник нужен морским лисицам не только чтобы плавать. Они также глушат с его помощью рыбу при охоте и сгоняют в стаи, потому что так ее проще съесть.

Оставалось непонятно, как морской лисице удается так резко и ловко изгибаться без вреда для себя и ударять настолько сильно, что в воде из-за кавитации появляются пузырьки. Известно, что средняя скорость движения хвоста обыкновенной лисьей акулы при хлестании равна 14 метрам в секунду, максимальная — почти 22!

Авторы новой публикации в журнале Royal Society Open Science выяснили, что глушить рыбу хвостом морской лисице помогает необычный позвоночник. Объектом исследования стали 10 экземпляров обоих полов обыкновенной морской лисицы Alopias vulpinus. Образцы представляли самые разные стадии онтогенеза, от эмбриона до половозрелого состояния, а размеры варьировали от 60 сантиметров до 2,4 метра.

Ученые прибегли к компьютерной микротомографии, чтобы выяснить форму позвонков акул, их внутреннее строение и минерализацию, благодаря чему создали точные трехмерные модели. Оказывается, эти, казалось бы, хрящевые рыбы все же имеют некоторые твердые включения в позвонках, которые неоднородно распределены в разных частях позвоночника и даже внутри одного позвонка. Более того, содержание минерализованных структур в них меняется с возрастом акулы.

У единственного изученного эмбриона морской лисицы минерализация на момент смерти не начиналась. У молодых акул богатых минералами компонентов позвонков в передней части позвоночника оказалось гораздо больше, чем в задней. Для зрелых особей описали нарастающую с возрастом минерализацию в хвостовой части позвоночника. Это согласуется с моделью, согласно которой задняя часть акулы служит неподвижной «балкой», помогающей ударять хвостом, словно бичом. Передняя же часть позвоночника скорее помогает акуле плавать, изгибая тело из стороны в сторону.

Более того, верхние (спинные) области позвонков A. vulpinus также оказались богаче минеральными соединениями. Неудивительно, ведь при ударе с заведением хвоста за голову именно эта часть позвоночника испытывает максимальные нагрузки.

Авторы делают вывод, что лисьи акулы приобрели хребет, который работает по принципу требушета — метательного устройства, использующего силу тяготения и массивный противовес. А хрящевой, то есть не имеющей костей скелет акул, помогает им стать «живой пружиной», которая накапливает механическое напряжение и позволяет совершать быстрые и точные удары хвостом.