Todo tiene una explicación, aunque a veces un tanto rebuscada, jejeje.
Por lo que he visto, está relacionado con un comportamiento diferente de la cámara con ambos objetivos.
En el 16 mm la cámara aplica correcciones electrónicas justo en el momento de pulsar el disparador. Y es en ese momento en el que observas el cambio de 1/3 EV.
Las tres cosas que pueden producir ese cambio son el Pre-AF, el Lens. Comp. y el obturador electrónico. Si deshabilitas esos ajustes y utilizas el obturador mecánico, no tendría que producirse.
El Sigma, al no ser nativo, no utiliza el mismo sistema de relación con la cámara, así que es normal que con él no hayas observado el cambio en la exposición.
Saludos.