No son solo sus dientes y mandíbulas lo que la gente encuentra intrigante. También son sus formas funky y maquillaje esquelético único que captan la atención. A diferencia de los humanos y la mayoría de los animales terrestres, los tiburones tienen esqueletos de cartílago mineralizado en lugar de huesos. Esto les permite moverse a un nivel increíbleacelera a través del agua. Dado que el cartílago pesa menos que el hueso y es menos denso, los tiburones pueden doblarse, nadar y maniobrar en el océano de manera muy diferente a sus contrapartes de peces óseos.
Debido a que los tiburones varían en tamaño y forma, existe una gran diversidad en su morfología, fisiología y en la forma en que nadan. Por ejemplo, el tiburón zorro común se basa en su cola para aturdir a la presa cuando se alimenta, y el tamaño de sus vértebras y su mecánicapuede explicar por qué depende de una cola larga y fuerte que funcione como un látigo. Para moverse de esta manera se requiere baja rigidez y tenacidad, o una menor resistencia a la deformación y la capacidad de absorber energía, respectivamente.
La columna vertebral de un tiburón se rige por interacciones dinámicas y complejas entre la composición del tejido y la morfología, y existen muchas diferencias en el crecimiento, la mineralización y las propiedades mecánicas.
Los científicos de la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la Universidad Atlántica de Florida y el Servicio Nacional de Pesca Marina, Administración Nacional Oceánica y Atmosférica NOAA, predijeron que la parte central sólida de las vértebras en tiburones mayores y más maduros sería más rígida y más dura.Entonces decidieron poner a prueba su teoría.
Examinaron la mecánica del cartílago de seis especies de tiburones en condiciones biológicamente relevantes a lo largo de sus cuerpos y en un rango de edades. Observaron tiburones pequeños, bebés jóvenes del año, tiburones inmaduros y tiburones maduros de cada uno de seisdiferentes especies: el tiburón oscuro Carcharhinus obscurusp ;el porbeagle Lamna nasus ;y tiburones carismáticos como el gran tiburón blanco Carcharodon carcharias ;el shortfin mako Isurus oxyrinchus y el tiburón zorro común Alopias vulpinus .
Para el estudio, los investigadores dividieron los cuerpos de los tiburones en dos regiones: anterior inserción de la aleta pectoral y primer origen de la aleta dorsal y posterior segundo origen de la aleta dorsal y fosa pre-caudal. Realizaron pruebas mecánicas, utilizaron una imagentécnica llamada radiografía X, y evaluó la relación entre rigidez y tenacidad utilizando una regresión lineal simple.
Uno supondría que, dado que los humanos y muchos animales tienden a ponerse más rígidos y quizás más duros a medida que alcanzan la edad adulta, lo mismo sería cierto para los tiburones. Para su sorpresa y contrario a su hipótesis, los investigadores descubrieron lo contrario en estos rápidos-predadores marinos de natación.
Resultados del estudio, publicado en el Revista de biología experimental , demuestre que los tiburones más jóvenes eran más rígidos capaces de resistir la compresión y más resistentes capaces de absorber más energía que los tiburones más viejos. Los investigadores especulan que el cartílago de los tiburones más jóvenes tiene menos "interrupciones" en la matriz mineral dentro del cartílago.También descubrieron que el cartílago era más rígido y más duro en las vértebras ubicadas posteriormente hacia la parte posterior del cuerpo, lo que sugiere que esta región del cuerpo está mejor equipada para manejar la carga mecánica que ocurre durante la natación.
Además, aunque los científicos han observado históricamente patrones alternos de mineralización en las vértebras de los tiburones para determinar su edad, un hallazgo clave de este estudio revela que estos patrones no están relacionados con el tiempo.
"Nuestros resultados sugieren que la dureza y la rigidez, que están positivamente correlacionadas, pueden estar funcionando en concierto para soportar las ondulaciones laterales del cuerpo, que es la forma en que un tiburón mueve su cuerpo y su cola de un lado a otro para impulsarse hacia adelante, mientras proporcionatransmisión y retorno de energía eficiente en estos depredadores del ápice de natación rápida ", dijo Marianne E. Porter, Ph.D., coautora del estudio, profesora asistente en el Departamento de Ciencias Biológicas de la FAU y directora del Laboratorio de Biomecánica en elCharles E. Schmidt College of Science.
Porter trabajó con el estudiante de posgrado y primer autor del estudio Danielle I. Ingle; y Lisa J. Natanson, Ph.D., coautora, Programa Apex Predators, Servicio Nacional de Pesca Marina, NOAA.
"Estos datos comparativos de nuestro estudio realmente resaltan la importancia de comprender mejor la mecánica del esqueleto cartilaginoso en una amplia variedad de condiciones de carga que son representativas de los comportamientos de natación que vemos en la naturaleza", dijo Ingle.
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Materiales proporcionado por Florida Atlantic University . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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