Nyt studie rykker ved grundforståelsen af hajers skeletter

Hajer er en bemærkelsesværdigt divers gruppe af dyr, der lever i alt fra lavvandede kystområder til dybhavet. Og så er de bruskfisk – det har længe været kendt. Men et nyt studie fra Statens Naturhistoriske Museum og Aarhus Universitet bruger avanceret CT-billeddannelse til at vise, at hajernes skeletter er mere forskellige end først antaget. Arterne varierer markant i, hvor stor en del af deres skelet der er mineraliseret.

Hidtil har hajers skeletter primært været opfattet som bestående af blødt brusk, der adskiller dem fra benfiskenes knogleskeletter. Men studiet viser et billede af skeletter, der i høj grad tilpasses arternes liv – fra mineralrige skeletter hos hajer på lavt vand til næsten rene bruskskeletter i dybhavet. Deres leveforhold har altså tilsyneladende større betydning for deres skeletsammensætning end deres slægtskab. Det giver forskerne et nyt og mere nuanceret grundlag for at forstå, hvordan hajer er bygget, og hvordan de har tilpasset sig livet fra kyster til dybhav. 

Forskerne anvendte kvantitativ computertomografi (qCT) til at måle mineraliseringen af hele skelettet på tværs af alle ni anerkendte hajordener og 26 af de 35 familier. Mineralisering betyder, at mineraler aflejres i skelettet og er med til bl.a. at give det stivhed og styrke. Studiet er dermed den hidtil bredeste kvantitative undersøgelse af variationen i skeletmineralisering blandt hajer.

Fra museumssamlinger til nye opdagelser
En vigtig del af studiet var brugen af eksisterende eksemplarer fra naturhistoriske samlinger. Ved hjælp af CT-scanninger foretaget på Retsmedicinsk Institut ved Aarhus Universitet kunne forskerne undersøge de bevarede dyrs indre anatomi uden at beskadige dem og uden behov for at indsamle nye eksemplarer.

– Naturhistoriske samlinger indeholder en enorm mængde information, som vi bliver bedre og bedre til at udnytte for hvert år, siger Peter Rask Møller, kurator for fisk og pattedyr ved Statens Naturhistoriske Museum og en af seniorforfatterne på artiklen. Han fortsætter:

– Med moderne billeddannelsesteknikker kan vi vende tilbage til eksisterende eksemplarer og stille helt nye spørgsmål uden at beskadige dem.

CT-scanningerne gjorde det muligt for forskerne at kvantificere mineraliseringen af skelettet i hele kroppen og sammenligne, hvordan den er fordelt mellem forskellige arter. 

Grønlandshajens skelet er 30 gange blødere end andre hajers 
Resultaterne afslører en betydelig variation i skeletmineralisering mellem arterne. I den ene ende af spektret havde epaulettehajen (Hemiscyllium ocellatum) det højeste indhold af skeletmineral i studiet med cirka 7 %. Denne lille tropiske haj fra lavvandede områder er kendt for at bruge sine parrede finner til at ”gå” langs havbunden og kan endda bevæge sig over tørlagte revområder på land. I den anden ende af spektret havde grønlandshajen (Somniosus microcephalus), en gigantisk hajart, der er knyttet til kolde, dybe farvande, bemærkelsesværdigt lav skeletmineralisering. Selv når der tages højde for en potentiel stigning i mineralisering, efterhånden som dyret bliver voksent, blev grønlandshajens indhold af skeletmineral estimeret til kun omkring 0,2 % - mere end 30 gange lavere end hos epaulettehajen.

Både graden og fordelingen af mineralisering varierer også mellem forskellige dele af kroppen, herunder kæber og finner. Et generelt mønster trådte frem: Arter, der lever på større dybder, har tendens til at have mindre mineraliserede skeletter. Denne sammenhæng er fortsat tydelig, når der tages højde for arternes evolutionære slægtskab, hvilket tyder på, at økologiske forhold kan bidrage til den observerede variation.

Mønstret gælder dog ikke for alle arter. Arter fra lavt vand udviser særlig stor variation i mineralisering, hvilket viser, at dybde alene ikke kan forklare den observerede diversitet. Forskelle i bevægelsesmønstre, fødeøkologi, kropsform og andre biologiske faktorer kan også spille en rolle.

– Resultaterne tyder på, at skeletmineralisering er en kompleks egenskab, der påvirkes af mere end blot evolutionært slægtskab,” siger Emil Alexander Byriel Winkel, artiklens førsteforfatter. Han tilføjer:

– I stedet for at pege på én enkelt forklaring på, hvorfor hajers skeletter mineraliseres forskelligt, skaber vores studie et grundlag for at undersøge, hvordan udviklingsmæssige og økologiske faktorer spiller sammen og former denne bemærkelsesværdige variation.

En ny måde at studere gamle eksemplarer på
Studiet fremhæver potentialet i at kombinere naturhistoriske samlinger med kvantitativ billeddannelse for at undersøge biologiske egenskaber på tværs af arter.

– Forskere har i årtier brugt røntgenbaseret CT-scanning til at studere morfologien hos museumseksemplarer, men det er først inden for de seneste år, at vi for alvor har fået mulighed for at udnytte CT-scanningernes fulde potentiale til at udtrække kvantitativ information om vævssammensætning og densitet, siger Henrik Lauridsen, komparativ fysiolog og udvikler af de billeddannelsesmetoder, der blev anvendt i studiet. 

– Det er ikke kun hajer, der kan undersøges på denne måde - den samme tilgang kan også udvides til andre brusk- og benfisk, tilføjer Henrik Lauridsen.

Ved at foretage kvantitative målinger på eksisterende museumssamlinger kan forskere undersøge spørgsmål om anatomi, økologi og evolution, samtidig med at eksemplarerne bevares fuldstændigt intakte til fremtidig forskning.