La columna vertebral del tiburón zorro puede funcionar como una catapulta
Al igual que Indiana Jones, los tiburones zorro (Alopias spp.) han dominado el arte del látigo utilizando su cola. Con una increíble velocidad, sus largas colas parecidas a machetes pueden abofetear y aturdir a sus presas, permitiéndoles capturar varios peces de un solo golpe.
Su cola excepcionalmente alargada, que a menudo puede ser tan larga como todo su cuerpo, no sólo hace que este tiburón en particular sea único, sino también un formidable cazador.
El "coletazo" del tiburón zorro consta de cuatro fases: preparación, ataque, recuperación y recolección de presas. Los golpes de cola por encima de la cabeza comienzan en la fase de preparación al lanzarse hacia la presa objetivo. La fase de ataque comienza bajando la cabeza y flexionando el cuerpo, lo que eleva la cola por encima de la cabeza para crear un movimiento similar a un látigo. La fase de recuperación consiste en que el tiburón vuelve a la postura de natación y consume a la aturdida presa.
Imagen: Comportamiento de coletazo por encima de la cabeza del tiburón zorro.
El movimiento de azote con la cola del tiburón difiere dramáticamente del movimiento de lado a lado producido por su cuerpo durante la natación. La columna vertebral cartilaginosa, que es el eje principal del cuerpo, puede tener modificaciones anatómicas para soportar la extrema flexión durante el comportamiento de azotar con la cola. Investigaciones anteriores han examinado las vértebras de los tiburones zorro, pero en el contexto de las fuerzas experimentadas durante la natación.
Ahora, una nueva investigación de la Florida Atlantic University en colaboración con el Programa Apex Predators del Centro de Ciencias Pesqueras del Noreste de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), proporciona intrincados detalles que muestran que la anatomía de las vértebras podría respaldar la mecánica de la flexión extrema del cuerpo en los tiburones zorro, lo que permite a estos expertos cazadores convertir sus colas en armas.
Vídeo: Vista de tres cuartos de una columna vertebral escaneada con micro-CT y una vértebra única escaneada con micro-CT de un tiburón zorro común realizada por el primer autor Jamie Knaub en la High School Owls Imaging Lab de la FAU.
Para este estudio, los investigadores examinaron las vértebras de los extremos de la cabeza y la cola del cuerpo. Investigaron la anatomía vertebral y midieron variables como la altura, el ancho y el largo a lo largo de la columna vertebral de 10 tiburones zorro comunes (Alopias vulpinus) en una variedad de tamaños, desde un embrión hasta grandes adultos.
Los investigadores utilizaron una exploración por micro-CT, similar a las exploraciones por TAC que los humanos utilizan en las instalaciones médicas, para obtener imágenes de la arquitectura interna de cada vértebra y cuantificaron varias estructuras minerales que se encuentran en el cartílago calcificado. También utilizaron técnicas de análisis de forma bidimensional para examinar la variación en la distribución espacial de las estructuras minerales a lo largo de la columna vertebral.
Imagen: Una exploración por micro-CT de una sola vértebra en un tiburón zorro común. Crédito: Universidad Atlántica de Florida
Los resultados del estudio sugieren que la anatomía vertebral y la microestructura mineralizada del tiburón zorro satisfacen las demandas necesarias para el comportamiento de natación rápida y el coletazo observado en estas especies.
Los investigadores descubrieron que la microarquitectura mineralizada en las vértebras del tiburón zorro cambia en la parte delantera y trasera del cuerpo, y estas modificaciones anatómicas pueden respaldar su comportamiento único de azotar con la cola. Básicamente, la columna vertebral del tiburón zorro está fortificada en toda su longitud y puede funcionar como una catapulta, permitiendo que la cola se lance por encima de la cabeza.
"Descubrimos que la anatomía y la microestructura variaban significativamente a lo largo del cuerpo y entre los grupos de desarrollo: tiburones zorro común embrionarios, juveniles y adultos", dijo Jamie L. Knaub, primer autor y estudiante de doctorado en el Departamento de Ciencias Biológicas de la FAU dentro de la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt. "Con base en nuestros resultados, creemos que las vértebras del tiburón zorro varían en anatomía y en la cantidad y disposición de los minerales, lo que respalda las necesidades mecánicas para azotar con la cola".
Los investigadores también descubrieron que los tiburones de tamaño juvenil adquieren estructuras mineralizadas a lo largo del desarrollo, que probablemente sostengan un cuerpo más grande a medida que crecen y una cola para comportamientos de azote.
"Creemos que las vértebras anteriores del cuerpo estabilizan el cuerpo principal del tiburón zorro, mientras que las vértebras más cercanas a la cola sostienen los latigazos de la cola", dijo Marianne E. Porter, Ph.D., autora principal y profesora asociada del Departamento de Ciencias Biológicas de la FAU. "Además, los cambios en el desarrollo sugieren que la anatomía vertebral cambia a lo largo del desarrollo para soportar un cuerpo y una aleta caudal más grandes".
Los tiburones zorro, parte de la familia Alopiidae, comprenden tres especies: el zorro pelágico (Alopias pelagicus), el zorro ojón (Alopias superciliousus) y el zorro común (Alopias vulpinus). Las tres especies de tiburones zorro están catalogadas como vulnerables a la extinción por la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza desde 2007.
El estudio ha sido publicado en la revista Royal Society Open Science: Vertebral morphology in the tail-whipping common thresher shark, Alopias vulpinus
