Молотоголовая акула - функции молота и 360-зрение

Молотоголовые акулы (акулы-молоты, молот-рыбы, лат. Sphyrnidae) - семейство хрящевых рыб отряда кархаринообразных акул. Встречаются в теплых тропических водах прибрежных полос и континентальных шельфов, могут заплывать и в открытые воды.

В отличие от большинства акул молотоголовые акулы часто днем собираются большими стаями, а ночью охотятся в одиночку.

Акулы-молот в Средние века

Еще среди моряков средневековья ходили слухи об ужасной и кровожадной рыбе, голова которой по своему виду напоминает огромный молоток.

Ученые тех времен считали акул-молот порождением зла, в облике этих рыб им чудилось что-то дьявольское.

В то же время, многие средневековые исследователи были убеждены, что молотоголовые рыбы всего лишь миф, вымысел, байки моряков про фантастических существ подводного мира.

С тех пор минули сотни лет.
Первые исследователи фауны океанов, отправляюшиеся в научные путешествия на борту парусных кораблей, развеяли многие легенды – в подводных глубинах не было найдено ни "морских монахов", ни "гигантских морских змеев".

Но существование молотоголовых акул оказалось правдой, более того, семейство Sphyrna представляли сразу несколько видов, различающихся по размерам и местам обитания.

Виды молотоголовых акул

С момента подтвержденного существования молотоголовых хищниц и на протяжении нескольких веков не утихал спор ученых-ихтиологов по поводу удивительной формы голов у акул-молот – как же вышло, что семейство Sphyrna обзавелось такой странной лопастью-молотом?

Прежде всего, молот акул является лишь частью их головы – по сути, это крупное и уплощенное рыло, на края которого эволюция поместила глаза и ноздри. Строение же остального тела молотоголовых очень схоже с телом других акул.

В семействе молотоголовых каждый род имеет разную форму и размеры "молотка": напоминающие скорее лопату, чем молоток, рыла лопатоголовых акул (Sphyrna tiburo); внушительные носы-молоты Sphyrna mokarran и Sphyrna lewin; огромные до смешного лопасти большеголовой акулы (Eusphyra blochii).

По форме рыла, близким родственником молотоголовым акулам приходится и лопатоносая акула (Scoliodon laticaudus).

Семейство Sphyrnidae включает в себя 9 видов, род Eusphyra состоит из единственного вида Eusphyra blochi.

Род Eusphyra - Большеголовые акулы-молот:

• Eusphyra blochii - Большеголовая молот-рыба

Род Sphyrna - Акулы-молот:

• Sphyrna corona - круглоголовая акула-молот
• Sphyrna couardi - западноафриканская акула-молот
• Sphyrna gilberti
• Sphyrna lewini - бронзовая акула-молот
• Sphyrna media - панамо-карибская акула-молот
• Sphyrna mokarran - гигантская акула-молот
• Sphyrna tiburo - малоголовая акула-молот
• Sphyrna tudes - малоглазая гигантская акула-молот
• Sphyrna zygaena - обыкновенная акула-молот

Изучение семейства молотоголовых акул

Молотоголовые акулы являются одним из молодых семейств. Считается, что они появились всего 40 млн. лет назад. Однако подтверждающих данных у исследователей нет.

Изучение видов акул-молот позволило ихтиологам наших дней предположить, что развитие внушительных молотообразных носов происходило по принципу от меньшего к большему. Но генетические исследования молотоголовых, проведенные ученым-генетиком Эндрю Мартином (Университет Колорадо, США), показало совершенно противоположный результат.

Мартин установил, что генеалогическое древо семейства Sphyrna возглавляет большеголовая акула-молот и именно вид Eusphyra blochii – древнейший среди всех молотоголовых!

Такое заключение кажется, по меньшей мере, странным, но результаты генетических исследований подтверждают морфологический анализ. Прежде всего, только у большеголовых акул щели ноздрей расположены ближе к центру рыла – у остальных молотоголовых акул они находятся на концах молотка.

Электрорецепторы (ампулы Лоренцини) у семейства Sphyrna занимают практически всю нижнюю часть молотка и только у Eusphyra blochii они находятся на малом пространстве между верхней и нижней стороной рыла.

Смотреть видео - Секретное оружие акулы-молот:

С точки зрения эволюции, большеголовая акула-молот проигрывает своим собратьям из более поздних родов: картинку окружающей местности любая другая акула-молот с головой меньших размеров получает более полно, ведь ее природные датчики размещены эффективнее и их больше.

Однако большеголовая акула, не отличающаяся крупными размерами или особенной свирепостью, успешно продолжает свой род уже более 30 миллионов лет.

Преимущества и недостатки молота акулы

Удивительная форма головы хищниц дает им одновременно и преимущества и недостатки во время охоты.

Глаза акулы-молота расположены по бокам "молотка", благодаря чему хищница имеет идеальный обзор вокруг – практически 360 градусов. Ничто не ускользнет от ее глаз, любое движение будет замечено и проанализировано на возможную жертву.

Но, с другой стороны, акула-молот заполучила большую мертвую зону перед свои рылом, картинка которой ее глазам недоступна. Поэтому-то молотоголовые стараются активнее двигать головой из стороны в сторону, уменьшая мертвую зону обзора.

По мнению биолога Стивена Каджиуры из флоридского университета, потенциальной добыче этих акул стоит держаться в недоступной для обзора зоне, и она может откровенно насмехаться над хищницей, внезапно потерявшей из вида объект охоты.

В остальном же, 3D-картинка, получаемая мозгом акулы-молот, позволяет хищнице не остаться без добычи в придонных водах. Креветки и крабы, скаты и осьминоги, различные донные рыбы – у них мало шансов спастись от акулы, вооруженной сверхчувствительными природными датчиками.

Таким образом, молотоголовые акулы получили преимущество перед другими семействами хищниц – их плоская и широкая голова содержит большее число сенсоров, что позволяет им найти невидимую добычу, скрытую слоем песка.

Данные визуального наблюдения и показаний электроимпульсных датчиков суммируются, объединяются вместе – карта местности отправляется в мозг и содержит "отметки", где может находиться потенциальная жертва.

Также для этих акул очень удобно низкое расположение пасти под рылом-молотом – быстро хватать и проглатывать придонных обитателей.

Смотреть видео - зачем акуле молот?

Молотоголовые акулы, по суждениям ихтиологов – это последняя эволюционная разработка природы, появившаяся не так давно (около 30-40 млн. лет назад).

По мнению Эндрю Мартина, биолога из Колорадского университета, родоначальником семейства стала гигантская акула-молот (Sphyrna mokarran), именно от нее произошли более мелкие виды молотоголовых.

Ученый считает, что причина происхождения акул-молотов меньших размеров связана с ранним половым созреванием, то есть хищницы однажды перестали нуждаться в защите, которую дает большое тело, и направили энергию на репродуктивность.

Опасность акулы-молот для человека

При всей внешней комичности, акулу-молот долгое время считали одной из самых кровожадных и опасных морских хищниц – ей поклонялись и панически боялись. В действительности, молотоголовые акулы менее опасны, чем большие белые или тигровые акулы.

Тем не менее, молотоголовые акулы - очень агрессивные хищники. Среди известных в настоящий момент видов три из них могут представлять реальную опасность для человека: бронзовая, гигантская и обыкновенная акула-молот.

В желудках акул, принадлежащих к этому семейству, находили человеческие останки.

Как молотоголовые акулы чуют кровь?

Бинокулярное зрение молотоголовых акул

Акула-молот – один из самых загадочных жителей океана, – говорит биолог Мишель Маккомб, сотрудница Флоридского Университета. - Каждому хочется понять, почему у них голова такой странной формы.

Одна из возможных причин – это зрение акулы.

Возможно, их поле зрения увеличивается, благодаря такой форме головы, что дает хищнице отличное бинокулярное зрение и большой угол обзора.

В 1942 году Дж. Уолз предположил, что молотоголовые акулы, скорее всего, не могут иметь бинокулярное зрение, потому что их глаза находятся по разные стороны головы.

Однако в 1984 году Леонард Кампано высказал мнение, что акулы все-таки могут иметь пространственное зрение за счет того, что их глаза расположены далеко друг от друга.

Вместе с учеными Стивеном Кажиурой и Тимоти Трикасом Маккомб решила выяснить, насколько широко поле зрения у акул-молотов и могут ли они иметь бинокулярное зрение.

Акулы-молоты бывают разных форм и размеров, поэтому ихтиологи решили работать с акулами разных видов, с разной формой голов – от самой узкой до самой широкой.

Ученые отлавливали молодых бронзовых акул-молотов (Sphyrna lewini) в районе Гавайских островов и акул-лопат (Sphyrna tiburo) в водах Флориды, и быстро перевозили их в местные лаборатории для проверки зрения.

Исследователи имплантировали в глазные роговицы микроскопические электроды, и перемещая источник света по горизонтальным и вертикальным дугам вокруг каждого глаза, регистрировали их восприимчивость к свету, падающему с разных направлений.

Сравнивая молотоголовых хищниц с акулами, имеющими классические "острые" рыла, ученые обнаружили, что бронзовые акулы-молоты обладают самым широким монокулярным полем зрения, с углом зрения целых 182 градуса, а у акул-лопат угол зрения 176 градусов, что оказалось больше, чем у "остроносых" видов – черноносой и лимонной акул - 172 и 159 градусов, соответственно.

Получив данные о монокулярном зрении акул, ученые нанесли поле зрения каждого глаза на схему и проверили, не накладываются ли поля. И к удивлению, они наложились.

У бронзовой акулы-молота оказалась большая область бинокулярного зрения – 32 градуса перед головой (втрое больше, чем у "остроносых" видов), а у акул-лопат эта область составила 13 градусов.

Ученые измерили поле бинокулярного зрения у акулы с самой широкой головой, большеголовой акулы-молота (Eusphyra blochii), и оно оказалось огромным – 48 градусов.

Таким образом, исследователи пришли к выводу, что широкие головы молотоголовых акул явно улучшают их бинокулярное зрение и угол обзора.

В конце концов, суммировав свойства глаз и влияние поворотов головы акулы при плавании, ихтиологи обнаружили, что поле бинокулярного зрения перед головой акулы возросло до 69 градусов у бронзовой акулы-молота и до 52 градусов у лопатоголовой акулы.

Что еще удивительнее, оказалось, что акулы-молоты обладают прекрасным задним стерео зрением: практически они располагают полным 360-градусным полем зрения.

Когда мы только начали исследование, мы и не думали, что у этих акул вообще есть бинокулярное зрение. Но эксперименты показали, что акулы обладают не только отличным углом обзора и бинокулярным зрением спереди, но почти так же хорошо видят и сзади!

В вертикальной плоскости у молотоголовых акул поле зрения составляет 360 градусов, что позволяет хищнику видеть добычу как над собой, так и под собой. Кроме этого, большое расстояние между глазами, обусловленное необычной формой черепа акулы, помогает рыбе-молоту лучше других видов акул отслеживать быстрое движение добычи.

Также мы подтвердили мнение о том, что периферическое зрение молотоголовых акул превосходит зрение акул других видов в три раза.

Смотреть видео - Охота молотоголовых акул