Investigación revela el misterio del desarrollo de la cabeza en tiburones bonnethead

Un nuevo estudio sobre los tiburones bonnethead (Sphyrna tiburo) en Florida desafió la explicación anterior sobre cómo machos y hembras desarrollan sus distintivas formas de cabeza. Investigadores de la Universidad de Miami Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science y otras instituciones encontraron que las cabezas en forma de pala de los tiburones se vuelven más redondeadas a medida que ambos sexos envejecen, siendo el cambio más notable en las hembras. Investigaciones anteriores habían sugerido que los machos desarrollaban sus hocicos más puntiagudos al alcanzar la madurez sexual.

Investigación sobre la forma de cabeza de los tiburones bonnethead

Este estudio fue la primera investigación detallada sobre la forma de la cabeza y la dieta de los tiburones bonnethead en la Bahía de Biscayne. Los científicos también incluyeron tiburones de la Bahía de Tampa para observar si los mismos patrones de desarrollo aparecían en poblaciones de lados opuestos de Florida.

Los tiburones bonnethead son parientes pequeños de los tiburones martillo y son la única especie de tiburón que muestra diferencias de forma de cabeza claramente marcadas entre sexos. Los machos generalmente tienen un punto más pronunciado en el borde frontal de la cabeza, mientras que las hembras tienden a tener un contorno más suave y redondeado. Los científicos describen esta diferencia física entre machos y hembras como dimorfismo sexual.

La autora principal del estudio, Kathy Liu, comentó: "Nuestros hallazgos muestran que la forma de cabeza puntiaguda no es una característica que se desarrolla en los machos al alcanzar la madurez. Tanto machos como hembras jóvenes tenían cabezas más puntiagudas, pero la cabeza se volvió más redondeada a medida que los tiburones maduraban. Ese cambio fue mucho mayor en las hembras".

La dieta no explica la diferencia

Los investigadores también evaluaron si los machos y hembras podrían desarrollar diferentes formas de cabeza debido a su dieta o a diferentes métodos de búsqueda de alimento. Los resultados mostraron que los tiburones en la Bahía de Biscayne y la Bahía de Tampa ocupaban redes alimentarias distintas y experimentaban cambios dietéticos a medida que crecían. Sin embargo, machos y hembras que vivían en la misma bahía dependían de muchas de las mismas fuentes de alimento locales.

"Nuestros hallazgos no proporcionaron evidencia de que las diferencias en la dieta o la búsqueda de alimento impulsaran el desarrollo de las formas de cabeza específicas de cada sexo", declaró Liu.

Mediciones de tiburones en toda Florida

Entre mayo de 2022 y mayo de 2023, el equipo muestreó 105 tiburones bonnethead en la Bahía de Biscayne y otros 39 en la región de la Bahía de Tampa. Los científicos utilizaron líneas de investigación para capturar tiburones en la Bahía de Biscayne, mientras que los tiburones en la Bahía de Tampa fueron recolectados principalmente con redes de enmalle científicas.

Cada tiburón fue medido y se tomó una pequeña muestra de músculo. Los investigadores fotografiaron ambos lados de la cabeza del animal contra una tabla de cuadrícula especialmente diseñada antes de liberar rápidamente al tiburón.

El equipo utilizó el software ImageJ para analizar las fotografías y comparar con precisión la curvatura de cada cabeza de tiburón. Esta técnica permitió a los investigadores recopilar mediciones detalladas mientras mantenían el tiempo de manejo lo más corto posible.

Claves químicas revelan diferentes redes alimentarias

Los científicos también analizaron tejido muscular de 137 tiburones en busca de firmas de isótopos de carbono y nitrógeno. Estos marcadores químicos pueden revelar dónde ha estado alimentándose un animal dentro de una red alimentaria y proporcionar una visión más amplia de la dieta a largo plazo que simplemente examinar las presas recientemente consumidas.

Las firmas isotópicas de los tiburones de la Bahía de Biscayne mostraron poca superposición con las de la Bahía de Tampa, lo que sugiere que las dos poblaciones se alimentaban en ecosistemas que tenían diferentes firmas ambientales.

Los investigadores advirtieron que esto no significa necesariamente que los tiburones estuvieran comiendo especies de presas completamente diferentes. La misma presa o presas similares pueden llevar diferentes firmas isotópicas dependiendo del ecosistema en el que viven.

¿Por qué los bonnetheads tienen cabezas puntiagudas?

Los científicos aún no saben qué ventaja proporciona la cabeza puntiaguda del bonnethead.

Una posibilidad propuesta por los investigadores es que la forma podría ayudar a los tiburones más jóvenes y pequeños a nadar de manera más eficiente. A medida que las hembras crecen para soportar la reproducción y la gestación, ese posible beneficio puede volverse menos importante.

Se necesitarán investigaciones futuras sobre el rendimiento de nado y el desarrollo embrionario para probar esa posibilidad. Este trabajo también podría revelar cuándo comienzan a aparecer las diferencias entre las formas de cabeza de machos y hembras.

Ampliando la investigación más allá de Florida

Los investigadores afirmaron que la misma técnica fotográfica podría usarse para estudiar tiburones bonnethead en otras partes de su rango. Comparar poblaciones de diferentes regiones podría revelar variaciones adicionales en la forma de la cabeza y ayudar a los científicos a comprender mejor cómo difieren las poblaciones locales.

Esas comparaciones también podrían tener valor de conservación al ayudar a los investigadores a identificar diferencias biológicas y ecológicas que pueden ser importantes al desarrollar estrategias de gestión específicas para cada región.

Al combinar mediciones de la forma del cuerpo con información sobre la dieta, los científicos pueden probar explicaciones competidoras sobre cómo se desarrollan y evolucionan rasgos biológicos inusuales. Estudiar los bonnetheads en un rango geográfico más amplio también podría revelar diferencias poblacionales que de otro modo podrían permanecer ocultas.

El estudio titulado: "A Head of the Curve: Bonnethead Shark (Sphyrna tiburo) Cephalofoil Morphology and Trophic Ecology", fue publicado en la revista Integrative Organismal Biology.

Los autores son Kathy Liu; Universidad de Miami Rosenstiel School y Field School, Jasmin Graham; Minorities in Shark Science, H Ro y S L Kim; Universidad de California, Merced, T R Wiley y J.M. Gardiner; Havenworth Coastal Conservation, L.J. Baker; California State University, Monterey Bay, C. Macdonald; Rosenstiel School y Field School.

La investigación fue apoyada por el Field School y el programa de investigación y conservación de tiburones de la Universidad de Miami. El trabajo de campo en la Bahía de Tampa fue apoyado por el Tampa Bay Environmental Restoration Fund y el Disney Conservation Fund. El análisis de isótopos estables fue apoyado por la Universidad de California, Merced, y el apoyo parcial al proyecto fue proporcionado por la Maxwell/Hanrahan Foundation.

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