Extinct gigantic megatooth sharks were at the top of the marine food web once. Their еволюція 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, що означає «великозуба» акула, були величезними гігантськими акулами, які еволюціонували в кайнозойську еру, набули розміру тіла приблизно 15 м і вимерли приблизно 3.6 мільйона років тому (Mya) під час пліоцену епоха.
Ці гігантські акули були наділені гострими зубами розміром з банан і були одними з найбільших за розміром тіла (поступаючи лише синьому кита). Вони вважаються одними з найпотужніших морських хижаків, які коли-небудь жили, які полюють на китів, дельфінів, тюленів та інших менших акул.
Під час його еволюція, 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 харчування which was one of reasons behind their еволюція to gigantic body sizes1.
Мегазубі акули були верхівкою харчової мережі та справжнім хижаком2. Вони мали вищий трофічний рівень для будь-якого морського виду. (Трофічний рівень — це положення організму в харчовому ланцюгу, воно коливається від значення 1 для первинних продуцентів до 5 для морських ссавців і людини).
Як ці акули еволюціонували до гігантських розмірів і чому вони вимерли приблизно 3.6 мільйона років тому?
| Ектотермія | До холоднокровних відносяться всі тварини, крім птахів і ссавців. наприклад, акули |
| Мезотермія (або регіональна ендотермія) | Тварина зі стратегією терморегуляції, проміжною до холоднокровних ектотермів і теплокровних ендотермів. наприклад, деякі акули, морська черепаха |
| Ендотермія | До теплокровних тварин, що підтримують постійну температуру тіла незалежно від температури навколишнього середовища, належать птахи та ссавці. (Ендотермія включає регіональну ендотермію або мезотермію в широкому сенсі) |
Акули - це хрящові риби і холоднокровні морські тварини (ектотермні). Такі тварини не мають здатності метаболічно підвищувати температуру тіла і зберігати тепло.
Had megatooth sharks undergone thermo-physiological changes in course of its еволюція 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.
У недавньому дослідженні, опублікованому в PNAS 26th June 2023, researchers investigated thermo-physiology of megatooth sharks to explain its еволюція 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. Але згодом ця здатність до терморегуляції виявилася дорогою для мегазубих акул.
Мегазубі акули були верхівкою хижака на вершині морської харчової мережі2. Їх дієта найвищого трофічного рівня, гігантські розміри тіла та ендотермічна фізіологія означали високі метаболічні витрати та високі біоенергетичні потреби. Енергетичний баланс порушився, коли продуктивні середовища існування зменшилися, а рівень моря змінився. Це змінило ландшафт здобичі, і здобич стала рідкою. Наступний дефіцит їжі спричинив негативний тиск відбору на гігантських мегазубих акул, що завершилося їх вимиранням 3.6 млн років тому. Ендотермія, ключовий двигун у еволюція мегазубих акул також сприяли їхньому вимиранню через зміни клімату.
Подібно до вимерлих мегазубих акул, сучасні види акул не захищені від наслідків зміни клімату, отже, потреба в їх збереженні.
***
Список використаної літератури:
- Баллелл, А., Феррон, Г. Г. Біомеханічні знання про зуби мегазубих акул (Lamniformes: Otodontidae). Sci Rep 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z
- Каст Є.Р та ін 2022. Кайнозойські мегазубі акули займали надзвичайно високі трофічні позиції. Досягнення науки. 22 червня 2022 р. Том 8, випуск 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529
- Гріффітс М.Л., та ін 2023. Ендотермічна фізіологія вимерлих мегазубих акул. PNAS. 26 червня 2023 р. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
***
