« Functional Morphology of the Sphyrnid Shark Cephalofoil:an Assessment » par Matthew K. Gaylord

Résumé

Les requins-marteaux (Famille: Sphyrnidae) sont tous caractérisés par une expansion latérale remarquable et un aplatissement dorsoventral de la tête formant une structure connue sous le nom de céphalofoil, cependant, il existe une variation morphologique importante au sein du clade. De nombreuses théories ont été proposées concernant les aspects fonctionnels de cette structure. L’un d’eux est qu’il peut produire une portance dynamique bénéfique lorsque le requin nage (de la même manière que les ailes cambrées trouvées sur de nombreux avions modernes). Comme les requins ne possèdent pas de vessie natatoire, une partie de leur apport énergétique est consacrée au simple maintien d’une station verticale dans la colonne d’eau. Si effectivement le céphalofoil constitue une caractéristique génératrice de portance antérieure comme l’a supposé, une telle dépense énergétique pourrait théoriquement être réaffectée. Nous avons numérisé la forme de la tête des huit espèces vivantes de requins-marteaux et effectué une analyse numérique dynamique des fluides (CFD) pour quantifier les forces de portance et de traînée associées à chacune des différentes morphologies de la feuille de céphalée. À titre de comparaison, trois espèces de carcharhinidés, le requin taureau (C. leucas), le requin à pointes noires (C. limbatus) et le requin citron (N. brevirostris) ont également été analysés. On a supposé que l’ajout d’une structure de levage à la morphologie du requin aurait dû effectuer des changements évolutifs correspondants dans d’autres caractéristiques génératrices de portance. Pour tester cette hypothèse, des données morphométriques ont été recueillies à partir de nombreux échantillons et une régression multiple couplée à une approche informationnelle de la sélection du modèle a été utilisée. Le céphalofoil ne semble produire des forces de portance substantielles qu’à des angles d’incidence positifs par rapport à l’écoulement. Ces morphologies de tête, quant à elles, semblent être caractérisées par une plus grande traînée que leurs homologues carcharhinidés. L’analyse statistique corrobore la croyance actuelle selon laquelle les forces hydrodynamiques agissant sur le profil céphalique réduisent la stabilité pendant la nage. L’implication écophysiologique

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