¿Diferentes formas de cabeza y diferentes tamaños de cuerpo de tiburones martillo deberían dar lugar a diferencias en su rendimiento de natación, verdad? Los investigadores han llevado a cabo el primer estudio para examinar la forma de todo el cuerpo y la cinemática de natación de dos tiburones martillo estrechamente relacionados pero muy diferentes, con algunos inesperadosresultados.
Los tiburones vienen en todas las formas y tamaños y quizás el más inusual es el tiburón martillo, fácilmente reconocible por su cabeza de forma extraña. La mayoría de las investigaciones sobre los tiburones martillo se han centrado específicamente en sus cabezas expandidas lateralmente, o cefalofoil, y cómo lo usan para very el olor, así como sus efectos sobre la hidrodinámica y la eficiencia sensorial. Hay alrededor de nueve especies conocidas de tiburones martillo con diferencias dramáticas en la forma de su cuerpo, incluida la forma y el tamaño de sus cabezas. Si bien se sabe mucho sobre las variaciones en su electrorecepción, olfatoy visión, se sabe muy poco sobre si sus diferencias de forma afectan o no su rendimiento de natación.
Investigadores de la Florida Atlantic University han llevado a cabo el primer estudio para examinar la forma del cuerpo y la cinemática de natación de dos especies de cabeza de martillo estrechamente relacionadas pero muy diferentes: Bonnethead y Scalloped hammerhead, con algunos resultados inesperados.
Las cabezas de capó adultas miden aproximadamente de 2 a 3 pies de largo y el ancho de su cabeza representa aproximadamente el 18 por ciento de su longitud corporal; los tiburones martillo adultos están más cerca de 12 pies de largo y el ancho de su cabeza representa aproximadamente el 30 por ciento de su longitud corporal. A pesar de estodiferencias, resultados de este nuevo estudio, presentado en la portada de la edición actual de la Revista de biología experimental , descubra que al final, el tamaño o la forma realmente no importan, al menos cuando se trata de nadar.
Utilizando un enfoque interdisciplinario en el Laboratorio de Biomecánica en la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la FAU bajo la dirección de Marianne E. Porter, Ph.D., profesora asistente de ciencias biológicas y coautora del estudio, los investigadores se pusieron en marchapara probar su hipótesis: diferentes formas de cabeza y diferentes tamaños de cuerpo de tiburones martillo deberían dar lugar a diferencias en su rendimiento de natación.
Antes de comenzar el estudio, Porter, Sarah L. Hoffmann, autora principal y estudiante de doctorado en ciencias biológicas, y Steven Matthew Warren, coautor y estudiante de último año en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Oceánica en el Colegio de la FAUde Ingeniería y Ciencias de la Computación, revisaron tomografías computarizadas de ambas especies de tiburones martillo. Debido a que los tiburones están compuestos completamente de cartílago que está muy mineralizado, pudieron ver las marcadas diferencias en las dos especies de la fisiología de los tiburones de estos escaneos.
Para probar su hipótesis, se centraron en la ondulación, que es cómo un tiburón mueve su cuerpo y cola de lado a lado para impulsarse hacia adelante. El objetivo: averiguar si el movimiento del cuerpo cambia entre estas dos especiescon formas de cabeza muy diferentes.
A partir de 2015, vieron horas de video de tiburones martillo y Bonnetheads nadando. Observaron la frecuencia del latido de la cola y la amplitud del latido de la cola. Analizaron el video secuencialmente para seleccionar clips en los que los tiburones completaron al menos tres ciclos completos de latidos de cola,natación constante. Warren analizó y luego condensó los videos en un segmento de un minuto para permitir que el equipo de investigación utilice las mediciones para comparar la mecánica de natación entre las dos especies. Pudieron obtener todas las mediciones que necesitaban de ese minuto condensadode secuencias de video.
"Uno de los aspectos más singulares de nuestro estudio es que pudimos observar a estos tiburones nadando en grandes tanques moviéndose naturalmente", dijo Porter. "La mayoría de los estudios colocan a los tiburones en canales, que son básicamente cintas de correr bajo el agua que los obligan anos interesa aprender cómo se mueven estos animales por sí mismos tanto para los esfuerzos de conservación como para las aplicaciones del mundo real, como la ingeniería bioinspirada ".
Los resultados del estudio revelaron que los Bonnetheads balancean sus cuerpos más adentro y afuera y, por lo tanto, tienen una mayor amplitud de ondulación. Por otro lado, los tiburones martillo se doblan más rápido y tienen una mayor frecuencia de ondulación.
"Cuando corregimos el tamaño de su cuerpo, descubrimos que realmente nadaban a la misma velocidad para llegar a los puntos A y B, pero lo hicieron de diferentes maneras", dijo Hoffmann. "Aunque son diferentes, llegan ael mismo destino al mismo tiempo; solo están usando diferentes mecánicas corporales "
Un hallazgo clave de su estudio es que en ambas especies la cabeza se mueve a una velocidad diferente que el resto del cuerpo. De hecho, en realidad se mueve hacia adelante y hacia atrás mucho más rápido que el resto del cuerpo. Similar aEsturiones, una especie de pez, los investigadores descubrieron que estos tiburones martillo tienen un sistema de doble oscilación. Especulan que se debe a una mayor capacidad de percepción sensorial.
"No hay forma de que pudiéramos haber anticipado el sistema de doble oscilación en esta especie", dijo Hoffmann. "El movimiento de la cabeza es diferente al resto del movimiento del cuerpo es algo que es casi imposible de ver a simple vista".
Los investigadores señalan que con el sistema de doble oscilación, la cabeza del tiburón se mueve a una velocidad mucho más rápida que el resto de su cuerpo esencialmente para escanear más sustrato de su entorno.
"Piensa en ello como un detector de metales mientras lo mueves hacia adelante y hacia atrás", dijo Hoffmann. "Van a cubrir más territorio para la electrorecepción y el olfato y deben poder hacerlo a un ritmo mayor queel resto de su cuerpo "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Florida Atlantic University . Original escrito por Gisele Galoustian. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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