Extinct gigantic megatooth sharks were at the top of the marine food web once. Their evoliucija to gigantic sizes and their extinction are not well understood. A recent study analysed isotopes from the fossil teeth and found that these sharks developed endothermic thermoregulation and evolved to gigantic sizes but the high metabolic costs and bioenergetic demands could not be sustained longer following shrinkage of productive habitats due to climate change and sea level changes. Consequently, they became extinct 3.6 million years ago. This study also brings to fore the fact that like the extinct megatooth sharks, the modern shark species too are not immune to the effects of climate change hence the need for their conservation.
Megatooth Sharks, meaning “big tooth” sharks, were supersized gigantic sharks that evolved in the Cenozoic era, acquired body size of about 15m and became extinct about 3.6 million years ago (Mya) during the Pliocene epocha.
Šie milžiniški rykliai buvo apdovanoti aštriais, banano dydžio dantimis ir buvo vieni didžiausių kūno dydžiu (greta mėlynojo banginio). Jie laikomi vienais galingiausių kada nors gyvenusių jūrų plėšrūnų, kurie gaudė banginius, delfinus, ruonius ir kitus mažesnius ryklius.
Jos metu evoliucija, these sharks had undergone drastic changes in dentition including widened crowns and serrated cutting edges which enabled them to shift from fish-based diet to more energetic marine mammals-based diet. This helped them achieve much richer mityba which was one of reasons behind their evoliucija to gigantic body sizes1.
Megadantiniai rykliai buvo maisto tinklo viršuje ir buvo didžiausias plėšrūnas2. Jie turėjo aukštesnį trofinį lygį bet kuriai jūrų rūšiai. (Trofinis lygis yra organizmo padėtis maisto grandinėje, ji svyruoja nuo 1 pirminių gamintojų iki 5 jūrų žinduoliams ir žmonėms).
Kaip šie rykliai išsivystė į milžiniškus kūno dydžius ir kodėl jie išnyko maždaug prieš 3.6 milijono metų?
| Ektotermija | Šaltakraujai, apima visus gyvūnus, išskyrus paukščius ir žinduolius. pvz., rykliai |
| Mezotermija (arba regioninė endotermija) | Gyvūnas, kurio termoreguliacinė strategija yra vidutinė iki šaltakraujų ektotermų ir šiltakraujų endotermų. pvz., kai kurie rykliai, jūros vėžlys |
| Endotermija | Šiltakraujai gyvūnai, išlaiko pastovią kūno temperatūrą, nepriklausomai nuo aplinkos temperatūros, įskaitant paukščius ir žinduolius. (Endotermija apima regioninę endotermiją arba mezotermiją plačiąja prasme) |
Rykliai yra kremzlinės žuvys ir šaltakraujai jūrų gyvūnai (ektoterminiai). Tokie gyvūnai nesugeba metaboliškai pakelti kūno temperatūros ir išlaikyti šilumos.
Had megatooth sharks undergone thermo-physiological changes in course of its evoliucija to acquire endothermic properties? This hypothesis is relevant because unlike cold-blooded (ectothermic), warm-blooded (endothermic) marine animals can have higher cruising speeds and can travel longer distances to catch preys than ectothermic counterparts. Acquisition of endothermic properties (along with transformed dentition) could explain why these sharks evolved to such gigantic sizes.
Neseniai atliktame tyrime, paskelbtame PNAS 26 dth June 2023, researchers investigated thermo-physiology of megatooth sharks to explain its evoliucija and extinction. They studied geochemical evidence for thermoregulation from clumped isotope paleothermometry and phosphate oxygen isotopes obtained from fossil tooth samples and found that isotope-inferred body temperatures of Otodus species averaged about 7 °C higher than ambient seawater temperatures and other coexisting shark species. An overall warmer body temperature means megatooth sharks had evolved to be endothermic suggesting endothermy was a key driver for their gigantism3. Tačiau šis termoreguliacinis gebėjimas ilgainiui megadantiniams rykliams pasirodė brangus.
Megadantiniai rykliai buvo viršūniniai plėšrūnai jūrų maisto tinklo viršuje2. Their top trophic level diet, gigantic body sizes and endothermic physiology meant high metabolic costs and high bioenergetic demands. The energy balance was disturbed when productive habitats diminished, and sea level changed. This altered prey landscape, and prey become scarce. The consequent food shortage put negative selection pressure against gigantic megatooth sharks culminating in their extinction 3.6 Mya. Endothermy, the key driver in the evoliucija of megatooth sharks also contributed to their extinction following changes in climate.
Kaip ir išnykę megadantiniai rykliai, šiuolaikinės ryklių rūšys nėra apsaugotos nuo klimato kaitos poveikio, todėl jas reikia išsaugoti.
***
Nuorodos:
- Ballell, A., Ferrón, HG Biomechaninės įžvalgos apie megadantinių ryklių (Lamniformes: Otodontidae) dantų protezavimą. Sci Rep 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z
- Kastas ER et al 2022. Kainozojiniai megadantiniai rykliai užėmė itin aukštas trofines pozicijas. Mokslo pažanga. 22 m. birželio 2022 d. 8 tomas, 25 leidimas. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529
- Griffiths ML, et al 2023. Endoterminė išnykusių megadantinių ryklių fiziologija. PNAS. 26 m. birželio 2023 d. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
***
