Wymarłe, gigantyczne rekiny megazębne znajdowały się kiedyś na szczycie morskiej sieci pokarmowej. Ich ewolucja do gigantycznych rozmiarów i ich wymieranie nie są dobrze poznane. W niedawnym badaniu przeanalizowano izotopy ze skamieniałych zębów i stwierdzono, że rekiny te rozwinęły termoregulację endotermiczną i ewoluowały do gigantycznych rozmiarów, ale wysokie koszty metaboliczne i zapotrzebowanie na energię bioenergetyczną nie mogły być dłużej utrzymywane w związku z kurczeniem się siedlisk produkcyjnych w wyniku zmiany klimatu i zmian poziomu morza. W rezultacie wymarły 3.6 miliona lat temu. Badanie to uwydatnia również fakt, że podobnie jak wymarłe rekiny megazębne, współczesne gatunki rekinów również nie są odporne na skutki zmiany klimatu, stąd istnieje potrzeba ich ochrony.
Rekiny Megatooth, czyli rekiny o „wielkich zębach”, były ogromnymi gigantycznymi rekinami, które wyewoluowały w epoce kenozoicznej, osiągnęły rozmiary ciała około 15 m i wymarły około 3.6 miliona lat temu (Mya) w pliocenie epoka.
Te gigantyczne rekiny były wyposażone w ostre zęby wielkości banana i były jednymi z największych pod względem wielkości ciała (obok płetwala błękitnego). Uważa się je za jedne z najpotężniejszych drapieżników morskich, jakie kiedykolwiek żyły, polując na wieloryby, delfiny, foki i inne mniejsze rekiny.
Podczas jego ewolucjarekiny te przeszły drastyczne zmiany w uzębieniu, w tym poszerzone korony i ząbkowane krawędzie tnące, co umożliwiło im przejście z diety opartej na rybach na bardziej energetyczną dietę opartą na ssakach morskich. To pomogło im osiągnąć znacznie bogatsze odżywianie co było jednym z powodów ich ewolucja do gigantycznych rozmiarów ciała1.
Rekiny Megatooth znajdowały się na szczycie sieci pokarmowej i były największymi drapieżnikami2. Mieli wyższy poziom troficzny dla wszystkich gatunków morskich. (Poziom troficzny to pozycja organizmu w łańcuchu pokarmowym, waha się od wartości 1 dla producentów pierwotnych do 5 dla ssaków morskich i ludzi).
Jak te rekiny ewoluowały do gigantycznych rozmiarów ciała i dlaczego wyginęły około 3.6 miliona lat temu?
| ektotermia | Zimnokrwisty obejmuje wszystkie zwierzęta z wyjątkiem ptaków i ssaków. np. rekiny |
| Mezotermia (lub regionalna endotermia) | Zwierzę ze strategią termoregulacji pośrednią do zimnokrwistych ektoterm i stałocieplnych endoterm. np. niektóre rekiny, żółwie morskie |
| Endotermia | Do zwierząt stałocieplnych, utrzymujących stałą temperaturę ciała niezależnie od temperatury otoczenia, należą ptaki i ssaki. (Endotermia obejmuje regionalną endotermię lub mezotermię w szerokim znaczeniu) |
Rekiny są rybami chrzęstnoszkieletowymi i są zimnokrwistymi zwierzętami morskimi (ektotermicznymi). Takie zwierzęta nie mają zdolności do metabolicznego podnoszenia temperatury ciała i zatrzymywania ciepła.
Czy rekiny megazębne przeszły w trakcie swoich zmian termofizjologicznych ewolucja uzyskać właściwości endotermiczne? Ta hipoteza jest istotna, ponieważ w przeciwieństwie do zimnokrwistych (ektotermicznych), stałocieplnych (endotermicznych) zwierząt morskich może mieć wyższe prędkości przelotowe i może pokonywać większe odległości, aby złapać zdobycz niż ich odpowiedniki ektotermiczne. Nabycie właściwości endotermicznych (wraz z przekształconym uzębieniem) może wyjaśniać, dlaczego te rekiny ewoluowały do tak gigantycznych rozmiarów.
W niedawnym badaniu opublikowanym w PNAS w dniu 26th W czerwcu 2023 r. naukowcy zbadali termofizjologię rekinów megazębnych, aby to wyjaśnić ewolucja i wyginięcie. Zbadali dowody geochemiczne na termoregulację z paleotermometrii zbitych izotopów i izotopów fosforanowego tlenu uzyskanych z próbek kopalnych zębów i odkryli, że temperatura ciała gatunków Otodus wywnioskowana na podstawie izotopów była średnio o około 7 °C wyższa niż temperatura otoczenia wody morskiej i innych współistniejących gatunków rekinów. Ogólnie wyższa temperatura ciała oznacza, że rekiny megazębne ewoluowały w kierunku rekinów endotermicznych, co sugeruje, że endotermia była kluczowym czynnikiem wpływającym na ich gigantyzm3. Ale ta zdolność termoregulacyjna okazała się we właściwym czasie kosztowna dla rekinów megazębnych.
Rekiny megazębne były drapieżnikami szczytowymi na szczycie morskiej sieci pokarmowej2. Ich dieta na najwyższym poziomie troficznym, gigantyczne rozmiary ciała i fizjologia endotermiczna oznaczały wysokie koszty metaboliczne i wysokie wymagania bioenergetyczne. Bilans energetyczny został zakłócony, gdy zmniejszyły się siedliska produktywne i zmienił się poziom morza. Zmieniło to krajobraz ofiar i ofiary stały się rzadkie. Wynikający z tego niedobór żywności wywarł negatywną presję selekcyjną na gigantyczne rekiny megazębne, której kulminacją było ich wyginięcie 3.6 miliona lat temu. Endotermia, kluczowy czynnik napędzający ewolucja rekinów megazębnych również przyczyniło się do ich wyginięcia w wyniku zmian klimatycznych.
Podobnie jak wymarłe rekiny megazębne, współczesne gatunki rekinów nie są odporne na skutki zmian klimatu, stąd potrzeba ich ochrony.
***
Referencje:
- Ballell, A., Ferrón, HG Biomechaniczne spostrzeżenia dotyczące uzębienia rekinów megatooth (Lamniformes: Otodontidae). Przedstawiciel nauki 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z
- ostry dyżur i wsp 2022. Kenozoiczne rekiny megazębne zajmowały niezwykle wysokie pozycje troficzne. Postępy nauki. 22 czerwca 2022 r., tom 8, wydanie 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529
- Griffiths ML, i wsp 2023. Fizjologia endotermiczna wymarłych rekinów megazębnych. PNAS. 26 czerwca 2023 r. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
***
