Dlaczego rekiny młoty mają głowy w kształcie młotów?

Rekiny młoty to te dziwnie wyglądające. Wyglądają, jakby ktoś złapał ich czaszkę za oczodoły i rozciągnął głowę na boki, podczas gdy reszta ich ciała wygląda jak u normalnego rekina.

Można się zastanawiać – jakie są zalety posiadania głowy w kształcie młota? I jak to się stało, że rekiny młoty w ogóle tak wyglądają?

Jestem naukowcem, który bada rekiny od prawie 30 lat. Odpowiedzi na niektóre z tych pytań zaskoczyły nawet mnie.

Zalety młota

Naukowcy uważają, że rekiny z głowami w kształcie młota mają trzy główne zalety.

Pierwsza z nich ma związek ze wzrokiem. Gdyby twoje oczy były skierowane w dwóch przeciwnych kierunkach, powiedzmy przy uszach, dałoby ci to znacznie szersze pole widzenia. Każde oko widziałoby inną część świata, więc miałbyś lepsze wyczucie tego, co jest wokół ciebie. Ale trudno byłoby stwierdzić, jak daleko znajdują się przedmioty.

Jeśli przyjrzeć się bliżej temu głowomłotowi olbrzymiemu (S. mokarran), można dostrzec pory czuciowe na spodniej stronie jego młota.
Zdjęcie: David Clode z Unsplash

Aby nadrobić ten kompromis, rekiny młoty mają specjalne narządy zmysłów, zwane ampułkami Lorenziniego, rozrzucone na spodniej stronie ich młota. Te przypominające pory organy mogą wykrywać elektryczność.

Pory działają w zasadzie jak wykrywacz metalu, wyczuwając i lokalizując zdobycz zakopaną pod piaskiem na dnie oceanu. Zwykłe rekiny też mają takie narządy zmysłów, ale młoty mają ich więcej. Im dalej od siebie znajdują się te narządy zmysłów na rozciągniętej głowie młota, tym dokładniej potrafią one wskazać lokalizację pożywienia.

I wreszcie, naukowcy uważają, że młoty pomagają rekinom wykonywać szybsze zwroty podczas pływania. Jeśli kiedykolwiek spacerowałeś z parasolem przy porywistym wietrze lub leciałeś samolotem, wiesz jak potężne mogą być duże powierzchnie w ruchu. Jeśli jesteś rekinem młotem, a twój planowany obiad przepływa szybko, możesz skręcić szybciej niż inne ryby, aby go złapać.

Drzewo genealogiczne młotów

Byłoby miło, gdyby naukowcy tacy jak ja mogli przyjrzeć się skamieniałościom i prześledzić rozwój rekinów młotów w czasie. Niestety, skamieniałości rekinów młotów składają się prawie wyłącznie z ich zębów. Dzieje się tak dlatego, że ciała rekinów nie mają kości. Zamiast tego zbudowane są z chrząstki, z której zbudowane są uszy i nos. Chrząstka rozkłada się znacznie szybciej niż zęby czy kości, więc rzadko ulega skamienieniu. A skamieniałości zębów nie mówią nam nic o ewolucji czaszek młotów.

Najwęższy młot należy do Młota tyburo (S. tiburo).
Zdjęcie: D Ross Robertson, Public domain, via Wikimedia Commons

Obecnie w oceanach pływa dziewięć różnych rodzajów rekinów młotów. Różnią się one zarówno wielkością, jak i kształtem głowy. Niektóre mają bardzo szerokie głowy w stosunku do ciała. Należą do nich rekin skrzydlaty (E. blochii), Głowomłot olbrzymi (S. mokarran), Głowomłot pospolity (S. zygaena), Głowomłot tropikalny (S. lewini) i Głowomłot Carolina (S. gilberti).

Inne mają mniejsze młoty w stosunku do ich ciała, w tym Młot tyburo (S. tiburo), rekin scoophead (S. media), rekin złoty (S. tudes) i rekin koronny (S. corona).

Naukowcy od dawna zakładali, że pierwsze rekiny młoty nie miały zbyt wielu młotków, ale z czasem niektóre z nich powoli ewoluowały w kierunku większych młotków. Sądziliśmy, że żyjące dziś rekiny młoty to migawki z różnych okresów procesu ewolucji – małe głowomłoty to najstarsze gatunki na drzewie genealogicznym, a ogromne rekiny młoty są najnowsze na scenie.

Ponieważ nie mamy skamielin do oglądania, naukowcy tacy jak ja zbadali ten pomysł przy użyciu DNA. DNA to materiał genetyczny znajdujący się w komórkach, który przenosi informacje o tym, jak żywa istota będzie wyglądać i funkcjonować. Można go również wykorzystać do sprawdzenia, jak żywe istoty są ze sobą powiązane.

Pobraliśmy DNA od ośmiu z dziewięciu gatunków głowomłotów i wykorzystaliśmy je do sprawdzenia relacji między nimi. Wyniki nie były takie, jakich się spodziewaliśmy. Starsze gatunki miały proporcjonalnie większe młoty, a młodsze mniejsze.

Po lewej oczekiwana ewolucja młotowatych, zakładająca stopniową zmianę kształtu głowy. Po prawej obserwowany wzorzec zmian ewolucyjnych na podstawie danych o sekwencji DNA.
Grafika: Gavin Naylor, CC BY-ND

Deformacje jako atuty

Kiedy naukowcy myślą o ewolucji, zwykle zakładamy, że żywe istoty zmieniają się po trochu na raz, powoli dostrajając się do tego, by lepiej wykorzystać swoje środowisko. Proces ten nazywany jest selekcją naturalną. Ale nie zawsze tak to działa, jak pokazuje ewolucja młotów.

Lewy diagram pokazuje kontury kształtów młotów postępujące od małych do dużych. Prawy diagram zaczyna się od małego młotka, a następnie przeskakuje do ogromnego młotka. Potem młotki stają się coraz mniejsze.

Czasami zwierzę może urodzić się z defektem genetycznym, który okazuje się naprawdę przydatny dla jego przetrwania. Tak długo, jak nieprawidłowość jest możliwa do przeżycia, a zwierzę jest zdolne do kopulacji, cecha ta może być przekazywana dalej. Uważamy, że tak właśnie było w przypadku rekinów młotów.

Gatunkiem młota, który najwcześniej się rozgałęził, jest rekin skrzydlaty (E. blochii), który ma jedną z najszerszych głów. Z czasem dobór naturalny faktycznie zmniejszył rozmiar młota. Okazuje się, że najnowszym gatunkiem młota jest Młot tyburo (S. tiburo), który ma najmniejszy młot ze wszystkich.