De ongewoon brede kop van hamerhaaien heeft meerdere functies: hij draagt zintuigen, beïnvloedt de waterstroming rond het lichaam en kan helpen bij het manoeuvreren. De kaphamerhaai (Sphyrna tiburo) vormt nog een raadsel. Mannetjes en vrouwtjes hebben een verschillend gevormde kop. Een nieuwe studie uit Florida onderzocht of hun voedsel die verschillen verklaart.
Het resultaat is een belangrijke negatieve bevinding: de onderzoekers vonden geen verband tussen de geslachtsspecifieke hoofdvormen en de voedingspatronen die werden geregistreerd met stabiele isotopen. Tegelijkertijd corrigeert het werk een ouder idee van de ontwikkeling van het hoofd. Het zijn niet alleen volwassen mannetjes die een tip vormen. In plaats daarvan beginnen jonge dieren van beide geslachten met een meer puntige kopvorm en worden ze ronder naarmate ze ouder worden.
144 haaien uit twee baaien in Florida
Het team onderzocht in de periode mei 2022 tot mei 2023 in totaal 144 schepneushaaihamerhaaien. 105 dieren kwamen uit de Biscayne Bay aan de Atlantische kust van Florida, en nog eens 39 uit het Tampa Bay gebied aan de Golf van Mexico. De twee baaien liggen aan weerszijden van het schiereiland en verschillen in hun omgevingsomstandigheden. Hierdoor werd het mogelijk om te controleren of hetzelfde patroon voorkomt in twee regionale groepen.
Na de vangst werden het lichaam en de kop gemeten. Direct vóór de vrijlating fotografeerden de onderzoekers de boven- en onderkant van het hoofd op een rasterbord. De opnames werden vervolgens geëvalueerd met behulp van de ImageJ-software. In plaats van alleen de vorm met het oog te beoordelen, kon het team de kromming van de voorkant van het hoofd wiskundig beschrijven als een parabool en deze vergelijken tussen geslacht, volwassenheidsstadium en locatie. De Originele afbeelding 2 toont het rasterbord en de ingestelde meetpunten.
Deze methode is snel en relatief minder invasief. Het levert gestandaardiseerde beelden op, terwijl de dieren na het korte wetenschappelijk onderzoek kunnen worden vrijgelaten. Dit is vooral handig voor een soort met regionale verschillen, omdat dezelfde procedure in de toekomst ook in andere delen van het verspreidingsgebied kan worden toegepast.
Bij beide geslachten wordt de kop ronder
In beide hokken verschilden de hoofdvormen van mannetjes en vrouwtjes aanzienlijk. Mannetjes behielden een meer uitgesproken uitsteeksel aan de voorkant, terwijl de hoofden van vrouwtjes gelijkmatiger rond waren. De richting van de ontwikkeling is echter cruciaal: bij beide geslachten waren volwassen dieren ronder dan onvolwassen dieren. Een directe fotovergelijking wordt getoond in Originele figuur 5 van het onderzoek.
De verandering was meer uitgesproken bij vrouwen. Dit betekent dat het verschil tussen de geslachten zichtbaar wordt naarmate ze groeien, maar anders dan eerder werd aangenomen. Volgens de nieuwe gegevens komt de punt niet voor als een secundair geslachtskenmerk van volwassen mannen. Het is al meer uitgesproken bij jonge mannen en vrouwen en neemt in verschillende mate af in de loop van de ontwikkeling.
De gemiddelden uit beide baaien laten de trend zien: volwassen dieren hebben een lagere krommingsindex, wat wijst op een rondere voorrand van de kop.
Waarom de hoofden uit elkaar drijven blijft een open vraag. Het onderzoek laat op betrouwbare wijze zien hoe de vorm verandert in de twee onderzochte groepen. Het vertoont echter noch een paringsvoordeel, noch een specifieke functie van het mannelijke voordeel. De bevinding beperkt mogelijke verklaringen, maar vervangt deze niet door een nieuwe, bewezen oorzaak.
Isotopen tonen het voedselpatroon op langere termijn
Om het dieet te bestuderen analyseerde het team spiermonsters van 137 dieren op stabiele koolstof- en stikstofisotopen. Dergelijke chemische kenmerken weerspiegelen uit welk voedselweb een dier zijn energie haalt en op welk trofisch niveau het eet. Spierweefsel integreert informatie gedurende vele maanden en vult zo de maaginhoud aan, die vooral tijdens de laatste maaltijden zichtbaar is.
Shovelnose hamerhaaien zijn zeldzaam onder de haaien. Naast krabben, garnalen, weekdieren en kleine vissen kunnen ze ook zeewier verteren. De isotopenwaarden in dit onderzoek wijzen er echter niet op dat de onderzochte dieren bijzonder afhankelijk waren van zeewier. Bij sommige haaien werden tijdens veldwerk toch zeegras en macroalgen waargenomen. Hoeveel plantenvoeding er daadwerkelijk is gebruikt is niet met zekerheid vast te stellen.
Twee voedselwebben, maar geen verklaring voor de kopvorm
De isotopenwaarden verschilden significant tussen Biscayne Bay en Tampa Bay. In de eerste plaats betekent dit dat de haaien energie haalden uit voedselwebben met verschillende initiële chemische kenmerken. Het bewijst niet dat ze totaal verschillende soorten prooien aten. Zelfs dezelfde prooi kan in twee ecosystemen verschillende isotopenwaarden hebben, als gevolg van lokale voedingsbronnen en menselijke invloeden.
Binnen de hokken overlappen de voedingsniches van mannen en vrouwen elkaar. Bovendien veranderden de isotopensignaturen regionaal met de groei, zonder parallel te lopen met de vorm van het hoofd. Het is precies dit gebrek aan gemeenschappelijke verandering dat de veronderstelling tegenspreekt dat verschillende voedingsmiddelen of verschillende trofische rollen de belangrijkste oorzaak zijn van het sekseverschil.
Dit is geen definitieve weerlegging van alle mogelijke invloeden van voedselinname. Isotopen laten zien waar voedingsstoffen vandaan komen, maar niet hoe een haai individuele prooien opspoort, vasthoudt of afbreekt. Er kunnen dus verschillen in voedingsmechaniek bestaan zonder dat dit zichtbaar wordt in de gemeten isotopenwaarden. Het werk vond echter geen ondersteuning voor de geteste hypothese.
Helpt een puntige kop jonge haaien bij het zwemmen?
Als volgende benadering stellen de auteurs een hydrodynamische verklaring voor. Kleinere, jonge haaien zouden baat kunnen hebben bij een meer spitse kopvorm tijdens het zwemmen. Grotere vrouwtjes kunnen dit voordeel ontgroeien naarmate hun lichaamsgrootte toeneemt voor reproductie en dracht. Dit is een nieuwe werkhypothese en nog geen bewezen mechanisme.
Om ze te testen zouden toekomstige studies de vorm van het hoofd, de lichaamsstructuur, de borstvinnen en de zwembewegingen samen moeten registreren. Embryo’s kunnen ook een cruciale fase vertonen: bij hen is de voorkant van de kop nog spitser. Een vergelijking per geslacht zou duidelijkheid kunnen scheppen wanneer de verschillende groeipatronen voor het eerst beginnen.
Wat het onderzoek nog niet kan beantwoorden
Het monster was ongelijk verdeeld over de hokken en de dieren werden gevangen met verschillende vangmethoden. In Biscayne Bay werd gebruik gemaakt van wetenschappelijke beuglijnen, in Tampa Bay overwegend een wetenschappelijk kieuwnet. Dergelijke apparaten kunnen met wisselend succes verschillende grootteklassen vastleggen. Vooral zeer jonge dieren waren niet in voldoende aantallen vertegenwoordigd.
Bovendien duurde het veldwerk slechts één jaar. De resultaten beschrijven op overtuigende wijze de dieren die in deze twee baaien zijn gevangen, maar kunnen niet automatisch naar het hele verspreidingsgebied worden overgebracht. Shovelnose hamerhaaien leven aan beide kusten van Amerika, en regionale groepen kunnen genetisch, ecologisch en fysiek verschillen.
Een open raadsel wordt kleiner
Vooral een negatief resultaat kan het onderzoek vooruit helpen. Dieet was een voor de hand liggende verklaring, omdat schepneushaaihamerhaaien een ongewoon breed scala aan dierlijk en plantaardig voedsel eten. De combinatie van hoofdfoto’s en isotopenmonsters van dezelfde individuen laat nu zien dat dieet en vorm niet samen variëren.
Dit betekent dat de geslachtsspecifieke hoofdvorm uniek blijft, maar iets beter begrepen: beide geslachten beginnen spitser, beide worden ronder en vrouwtjes veranderen meer. Zwemexperimenten, ontwikkelingsbiologie en studies van andere populaties moeten duidelijk maken welke krachten achter deze groei zitten. Het mysterie is niet opgelost, maar het aantal plausibele verklaringen is kleiner geworden.
