La tête inhabituellement large des requins-marteaux remplit plusieurs fonctions : elle porte des organes sensoriels, modifie l’écoulement de l’eau autour du corps et peut faciliter les manœuvres. Le requin-marteau tiburo (Sphyrna tiburo) pose une autre énigme. La tête des mâles et celle des femelles ont une forme différente. Une nouvelle étude menée en Floride a testé si leur régime expliquait ces différences.
Le résultat est un résultat négatif important : les chercheurs n’ont trouvé aucun lien entre les formes de tête spécifiques au sexe et les modèles nutritionnels enregistrés avec des isotopes stables. Dans le même temps, l’ouvrage corrige une idée plus ancienne du développement de la tête. Ce ne sont pas seulement les mâles adultes qui forment une pointe. Au contraire, les jeunes animaux des deux sexes commencent avec une forme de tête plus pointue et deviennent plus ronds à mesure qu’ils grandissent.
144 requins de deux baies de Floride
L’équipe a examiné un total de 144 requins-marteaux de mai 2022 à mai 2023. 105 animaux provenaient du baie de Biscayne sur la côte atlantique de Floride, 39 autres de la zone baie de Tampa sur le Golfe du Mexique. Les deux baies se situent sur des côtés opposés de la péninsule et diffèrent par leurs conditions environnementales. Cela a permis de vérifier si le même schéma se produit dans deux groupes régionaux.
Après la capture, le corps et la tête ont été mesurés. Immédiatement avant la libération, les chercheurs ont photographié le haut et le bas de la tête sur un tableau quadrillé. Les enregistrements ont ensuite été évalués à l’aide du logiciel ImageJ. Au lieu de simplement juger la forme avec l’œil, l’équipe a pu décrire mathématiquement la courbure du bord antérieur de la tête comme une parabole et la comparer entre le sexe, le stade de maturité et l’emplacement. L’Illustration originale 2 montre le tableau quadrillé et l’ensemble des points de mesure.
Cette méthode est rapide et comparativement moins invasive. Il fournit des images standardisées tandis que les animaux peuvent être relâchés après un bref examen scientifique. Ceci est particulièrement utile pour une espèce présentant des différences régionales, car la même procédure pourra être utilisée dans d’autres parties de l’aire de répartition à l’avenir.
La tête s’arrondit chez les deux sexes
Dans les deux enclos, la forme de la tête des mâles et des femelles différait considérablement. Les mâles conservaient une saillie plus prononcée sur le bord d’attaque, tandis que la tête des femelles était plus uniformément arrondie. Cependant, la direction du développement est cruciale : chez les deux sexes, les animaux matures étaient plus ronds que les immatures. Une comparaison directe de photos est présentée dans Figure originale 5 de l’étude.
Le changement était plus prononcé chez les femmes. Cela signifie que la différence entre les sexes devient visible à mesure qu’ils grandissent, mais différemment de ce que l’on pensait auparavant. Selon les nouvelles données, la pointe ne constitue pas une caractéristique sexuelle secondaire des mâles matures. Elle est déjà plus prononcée chez les jeunes mâles et femelles et diminue à des degrés divers au cours du développement.
Les moyennes des deux baies rendent la tendance visible : chez les animaux matures, l’indice de courbure est plus faible, signe d’un bord frontal de la tête plus arrondi.
Pourquoi les têtes s’écartent reste une question ouverte. L’étude montre de manière fiable comment la forme change dans les deux groupes examinés. Cependant, il ne montre ni un avantage conjugal ni une fonction spécifique de l’avantage masculin. La découverte limite les explications possibles, mais ne les remplace pas par une nouvelle cause prouvée.
Les isotopes révèlent le régime à plus long terme
Pour étudier le régime alimentaire, l’équipe a analysé des échantillons musculaires de 137 animaux pour détecter les isotopes stables du carbone et de l’azote. Ces signatures chimiques reflètent le réseau alimentaire à partir duquel un animal tire son énergie et à quel niveau trophique il se nourrit. Le tissu musculaire intègre les informations sur plusieurs mois et complète ainsi le contenu de l’estomac, qui est principalement présent lors des derniers repas.
Les requins marteaux-shovelnose sont rares parmi les requins. Outre les crabes, les crevettes, les mollusques et les petits poissons, ils peuvent également digérer les algues. Cependant, les valeurs isotopiques de cette étude n’indiquent pas que les animaux examinés étaient particulièrement dépendants des algues. Des herbiers marins et des macroalgues ont néanmoins été observés chez certains requins lors des travaux de terrain. La quantité d’engrais végétal réellement utilisée ne peut être déterminée avec certitude.
Deux réseaux trophiques, mais aucune explication de la forme de la tête
Les valeurs isotopiques différaient significativement entre baie de Biscayne et baie de Tampa. Tout d’abord, cela signifie que les requins ont obtenu leur énergie à partir de réseaux trophiques présentant des signatures chimiques initiales différentes. Cela ne prouve pas qu’ils mangeaient des types de proies complètement différents. Même la même proie peut avoir des valeurs isotopiques différentes dans deux écosystèmes, en raison des sources locales de nutriments et des influences humaines.
Dans les enclos, les niches nutritionnelles des mâles et des femelles se chevauchaient. De plus, les signatures isotopiques changeaient régionalement avec la croissance, sans être parallèles à la forme de la tête. C’est précisément ce manque de changement commun qui va à l’encontre de l’hypothèse selon laquelle des aliments différents ou des rôles trophiques différents seraient le déclencheur le plus important de la différence entre les sexes.
Ceci ne constitue pas une réfutation définitive de toute influence possible de la prise alimentaire. Les isotopes montrent d’où proviennent les nutriments, mais pas comment un requin traque, retient ou décompose ses proies individuelles. Des différences dans la mécanique de l’alimentation pourraient donc exister sans devenir visibles dans les valeurs isotopiques mesurées. Cependant, les travaux n’ont trouvé aucun support pour l’hypothèse testée.
Une tête pointue aide-t-elle les jeunes requins à nager ?
Comme approche suivante, les auteurs proposent une explication hydrodynamique. Les jeunes requins plus petits pourraient bénéficier d’une forme de tête plus pointue lorsqu’ils nagent. Les femelles plus grandes peuvent perdre cet avantage à mesure que leur taille corporelle augmente pour la reproduction et la gestation. Il s’agit d’une nouvelle hypothèse de travail et d’un mécanisme non encore prouvé.
Afin de les tester, les études futures devraient enregistrer ensemble la forme de la tête, la structure du corps, les nageoires pectorales et les mouvements de nage. Les embryons pourraient également présenter une phase cruciale : chez eux, le bord antérieur de la tête est encore plus pointu. Une comparaison par sexe pourrait clarifier le moment où les différents modèles de croissance commencent.
Ce à quoi l’étude ne peut pas encore répondre
L’échantillon était inégalement réparti entre les enclos et les animaux ont été capturés en utilisant différentes méthodes de capture. Dans baie de Biscayne, des palangres scientifiques ont été utilisées, et dans baie de Tampa, principalement un filet maillant scientifique. De tels appareils peuvent capturer différentes classes de taille avec plus ou moins de succès. Les très jeunes animaux en particulier n’étaient pas représentés en nombre suffisant.
De plus, les travaux de terrain n’ont duré qu’un an. Les résultats décrivent de manière convaincante les animaux capturés dans ces deux baies, mais ne peuvent pas être automatiquement transférés à l’ensemble de l’aire de répartition. Les requins-marteaux à nez plat vivent sur les deux côtes des Amériques, et les groupes régionaux peuvent différer génétiquement, écologiquement et physiquement.
Une énigme ouverte se précise
En particulier, un résultat négatif peut faire avancer la recherche. Le régime alimentaire était une explication évidente, car les requins-marteaux pelles consomment une gamme inhabituellement large d’aliments d’origine animale et végétale. La combinaison de photos de tête et d’échantillons d’isotopes provenant des mêmes individus montre désormais que le régime alimentaire et la forme ne varient pas ensemble.
Cela signifie que la forme de la tête spécifique au sexe reste unique, mais un peu mieux comprise : les deux sexes commencent plus pointus, les deux deviennent plus arrondis et les femmes changent davantage. Les expériences de natation, la biologie du développement et les études sur d’autres populations doivent clarifier les forces qui sont à l’origine de cette croissance. Le mystère n’a pas été résolu, mais le nombre d’explications plausibles a diminué.
