Un requin marcheur récemment découvert qui enfreint toutes les règles de survie fait l’objet d’une étude inédite menée par la Florida Atlantic University et ses collaborateurs en Australie. Les chercheurs ont étudié comment la marche et la nage changent dans le développement précoce du requin épaulette (Hemiscyllium ocellatum). Ce petit requin benthique vivant dans les récifs (environ 3 pieds) entre et sort de l’eau en remuant son corps et en poussant avec ses nageoires en forme de pagaie.
Trouvés dans les platiers récifaux autour du sud de la Grande Barrière de Corail en Australie, les requins épaulettes connaissent de courtes périodes de CO2 élevé et d’hypoxie (faible teneur en oxygène) ainsi que des températures fluctuantes à mesure que les platiers récifaux s’isolent avec la marée descendante. Remarquablement, ce requin marcheur est capable de survivre à une anoxie complète (sans oxygène) pendant deux heures sans effets indésirables, et à une température beaucoup plus élevée que la plupart des autres animaux tolérants à l’hypoxie.
La capacité du requin épaulette à se déplacer efficacement entre les micro-habitats dans ces conditions environnementales difficiles pourrait avoir un impact direct sur sa survie et ses réponses physiologiques au changement climatique. Pourtant, très peu d’études se sont penchées sur leur cinématique (mouvements corporels). Ceux qui l’ont fait ne se sont concentrés que sur les étapes de la vie adulte. Jusqu’à présent, aucune étude n’a spécifiquement examiné leur locomotion (comment ils bougent) au cours des premières étapes de leur vie.
Comme les performances locomotrices peuvent être la clé de la réponse robuste des requins-épaulettes aux conditions environnementales difficiles, les chercheurs de la FAU, en collaboration avec l’Université australienne James Cook et l’Université Macquaire, ont examiné les différences de marche et de nage chez les nouveau-nés (nouvellement éclos) et les requins marcheurs juvéniles.
Les nouveau-nés conservent la nutrition embryonnaire via un sac vitellin intériorisé, ce qui se traduit par un ventre bombé. En revanche, les juvéniles sont plus élancés car ils se nourrissent activement de vers, de crustacés et de petits poissons. Au cours du développement, le jaune que les requins nouveau-nés stockent commence à diminuer à mesure qu’ils se transforment en juvéniles. Au fur et à mesure que le jaune est épuisé, le requin commence alors à se nourrir activement.
En raison des différences de formes corporelles, les chercheurs s’attendaient à voir des différences dans les performances locomotrices de ces requins marcheurs. Pour tester leur hypothèse, ils ont examiné la cinématique locomotrice des nouveau-nés et des juvéniles au cours des trois démarches aquatiques qu’ils utilisent – marche lente à moyenne, marche rapide et nage – en utilisant 13 repères anatomiques le long des nageoires, des ceintures et de la ligne médiane du corps. Ils ont quantifié la cinématique axiale du corps (vitesse, amplitude et fréquence du battement de la queue et courbure du corps) et la flexion axiale du corps, la rotation des ailettes, le rapport cyclique et la cinématique de la queue.
Étonnamment, des résultats publiés dans la revue Biologie Intégrative et Comparative, ont montré que les différences de forme corporelle ne modifiaient pas la cinématique entre les requins marcheurs nouveau-nés et juvéniles. La vitesse globale, la rotation des nageoires, la flexion axiale et la fréquence et l’amplitude des battements de la queue étaient constantes entre les premiers stades de la vie.
Les données suggèrent que la cinématique locomotrice est maintenue entre les requins-épaulettes nouveau-nés et juvéniles, même si leur stratégie d’alimentation change. Ces résultats suggèrent que la locomotion submergée chez les nouveau-nés n’est pas affectée par le sac vitellin et les effets qu’il a sur la forme du corps, car tous les aspects de la locomotion submergée étaient comparables à ceux des juvéniles.
« L’étude de la locomotion du requin épaulette nous permet de comprendre la capacité de cette espèce – et peut-être des espèces apparentées – à se déplacer dans et à l’écart des conditions difficiles de leurs habitats », a déclaré Marianne E. Porter, Ph.D., auteur principal et professeur agrégé. , Département des sciences biologiques, Charles E. Schmidt College of Science de la FAU. « En général, ces traits locomoteurs sont essentiels à la survie d’un petit mésoprédateur benthique qui se déplace dans de petites crevasses de récifs pour éviter les prédateurs aériens et aquatiques. Ces traits peuvent également être liés à leur performance physiologique soutenue dans des conditions environnementales difficiles, y compris celles associées à le changement climatique – un sujet important pour les études futures. »
L’étude du lien entre la locomotion et les mécanismes physiologiques nécessaires pour tolérer des conditions environnementales difficiles représente une prochaine étape essentielle pour comprendre comment ce groupe de mésoprédateurs importants réagira aux futures conditions océaniques.
« L’étude de l’évolution des performances locomotrices au cours de l’ontogenèse précoce – peut-être les stades de la vie les plus vulnérables, en termes d’interactions prédateur-proie et de facteurs de stress environnementaux – peut offrir un aperçu des mécanismes cinématiques qui permettent aux animaux de compenser les contraintes pour répondre aux contraintes locomotrices et écologiques. demandes », a déclaré Porter.
Marianne E Porter et al, Aquatic Walking and Swimming Kinematics of Newate and Juvenile Epaulette Sharks, Biologie Intégrative et Comparative (2022). DOI : 10.1093/icb/icac127