Когда-то вымершие гигантские мегазубые акулы были на вершине морской пищевой сети. Их эволюция до гигантских размеров и их вымирание изучены недостаточно. Недавнее исследование проанализировало изотопы из ископаемых зубов и обнаружило, что у этих акул развилась эндотермическая терморегуляция и они эволюционировали до гигантских размеров, но высокие метаболические затраты и биоэнергетические потребности не могли дольше поддерживаться после сокращения продуктивных мест обитания из-за изменения климата и изменения уровня моря. Следовательно, они вымерли 3.6 миллиона лет назад. Это исследование также выдвигает на передний план тот факт, что, как и вымершие мегазубые акулы, современные виды акул также не застрахованы от последствий изменения климата, поэтому необходимо их сохранение.
Мегазубые акулы, что означает «крупнозубые» акулы, были гигантскими акулами большого размера, которые эволюционировали в кайнозойскую эру, приобрели размер тела около 15 м и вымерли около 3.6 миллионов лет назад (млн лет назад) в эпоху плиоцена.
Эти гигантские акулы были наделены острыми зубами размером с банан и были одними из самых крупных по размеру тела (уступая только синему киту). Они считаются одними из самых сильных когда-либо живших морских хищников, которые охотились на китов, дельфинов, тюленей и других мелких акул.
В ходе своей эволюции эти акулы претерпели радикальные изменения в зубном ряду, включая расширение коронок и зазубренные режущие кромки, что позволило им перейти от рыбной диеты к более энергичной диете, основанной на морских млекопитающих. Это помогло им достичь гораздо более богатого питания, что было одной из причин их эволюции до гигантских размеров тела.1.
Мегазубые акулы были на вершине пищевой сети и абсолютными хищниками.2. У них был более высокий трофический уровень для любых морских видов. (Трофический уровень — это положение организма в пищевой цепи, он колеблется от значения 1 у первичных продуцентов до 5 у морских млекопитающих и человека).
Как эти акулы эволюционировали до гигантских размеров тела и почему они вымерли около 3.6 млн лет назад?
| Эктотермия | К хладнокровным относятся все животные, кроме птиц и млекопитающих. например, акулы |
| Мезотермия (или региональная эндотермия) | Животное со стратегией терморегуляции, промежуточной по отношению к холоднокровным экзотермам и теплокровным эндотермам. например, некоторые акулы, морские черепахи |
| эндотермия | К теплокровным животным, поддерживающим постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды, относятся птицы и млекопитающие. (Эндотермия включает региональную эндотермию или мезотермию в широком смысле) |
Акулы — хрящевые рыбы, хладнокровные морские животные (эктотермные). Такие животные не обладают способностью метаболически повышать температуру тела и сохранять тепло.
Претерпели ли мегазубые акулы термофизиологические изменения в ходе своей эволюции, чтобы приобрести эндотермические свойства? Эта гипотеза актуальна, потому что, в отличие от хладнокровных (экзотермических), теплокровные (эндотермические) морские животные могут иметь более высокие крейсерские скорости и могут преодолевать большие расстояния, чтобы поймать добычу, чем экзотермические собратья. Приобретение эндотермических свойств (наряду с трансформированным зубным рядом) может объяснить, почему эти акулы эволюционировали до таких гигантских размеров.
В недавнем исследовании, опубликованном в PNAS 26th В июне 2023 года исследователи исследовали термофизиологию мегазубых акул, чтобы объяснить их эволюцию и исчезновение. Они изучили геохимические доказательства терморегуляции с помощью палеотермометрии слипшихся изотопов и изотопов кислорода фосфатов, полученных из образцов ископаемых зубов, и обнаружили, что температура тела видов Otodus, рассчитанная по изотопам, в среднем примерно на 7 ° C выше, чем температура окружающей морской воды и другие сосуществующие виды акул. Общая более высокая температура тела означает, что мегазубые акулы эволюционировали в эндотермические, что позволяет предположить, что эндотермия была ключевым фактором их гигантизма.3. Но эта терморегуляторная способность со временем дорого обошлась мегазубам.
Мегазубые акулы были высшим хищником на вершине морской пищевой сети2. Их диета высшего трофического уровня, гигантские размеры тела и эндотермическая физиология означали высокие метаболические затраты и высокие биоэнергетические потребности. Энергетический баланс нарушился, когда сократились продуктивные местообитания и изменился уровень моря. Это изменило ландшафт добычи, и добыча стала дефицитной. Последующая нехватка пищи оказала негативное давление отбора на гигантских мегазубых акул, что привело к их вымиранию 3.6 млн лет назад. Эндотермия, ключевая движущая сила эволюции мегазубых акул, также способствовала их вымиранию после изменения климата.
Как и вымершие мегазубые акулы, современные виды акул не застрахованы от последствий изменения климата, поэтому необходимо их сохранение.
Ссылки:
- Баллелл, А., Феррон, Х. Г. Биомеханическое понимание зубного ряда большезубых акул (Lamniformes: Otodontidae). Научный доклад 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z
- Каст ER и др. 2022 г. Кайнозойские мегазубые акулы занимали исключительно высокие трофические позиции. Научные достижения. 22 июня 2022 г. Том 8, выпуск 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529
- Гриффитс МЛ, и др. 2023. Эндотермическая физиология вымерших мегазубых акул. ПНАС. 26 июня 2023 г. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
