Extinct gigantic megatooth sharks were at the top of the marine food web once. Their تطور 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 عصر.
تم منح أسماك القرش العملاقة هذه أسنانًا حادة بحجم الموز وكانت واحدة من أكبر الأسماك في حجم الجسم (بعد الحوت الأزرق فقط). تعتبر واحدة من أقوى الحيوانات المفترسة البحرية التي عاشت على الإطلاق والتي كانت تتغذى على الحيتان والدلافين والفقمات وأسماك القرش الأخرى الأصغر.
خلال ذلك تطور, 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 تغذية which was one of reasons behind their تطور to gigantic body sizes1.
كانت أسماك القرش العملاقة في الجزء العلوي من شبكة الغذاء والمفترس النهائي2. كان لديهم مستوى غذائي أعلى لأي نوع من الأنواع البحرية. (المستوى الغذائي هو موقع الكائن الحي في السلسلة الغذائية ، ويتراوح من 1 للمنتجين الأساسيين إلى 5 للثدييات البحرية والبشر).
كيف تطورت أسماك القرش هذه إلى أحجام أجسام ضخمة ولماذا انقرضت منذ حوالي 3.6 مليون سنة؟
| إكتثرمي | تشمل جميع الحيوانات من ذوات الدم البارد باستثناء الطيور والثدييات. على سبيل المثال ، أسماك القرش |
| ميزوثرمي (أو ماص للحرارة الإقليمية) | حيوان ذو استراتيجية تنظيم حراري وسيط إلى ectotherms من ذوات الدم البارد و endotherms من ذوات الدم الحار. على سبيل المثال ، بعض أسماك القرش والسلاحف البحرية |
| ماص للحرارة | تحافظ الحيوانات ذوات الدم الحار على درجة حرارة ثابتة للجسم بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة ، وتشمل الطيور والثدييات. (تشمل Endothermy ماصة الحرارة الإقليمية أو الميزوثرمي بالمعنى الواسع) |
أسماك القرش هي أسماك غضروفية وهي من الحيوانات البحرية ذوات الدم البارد (منتجة للحرارة). مثل هذه الحيوانات ليس لديها القدرة على رفع درجة حرارة الجسم الأيضي والاحتفاظ بالحرارة.
Had megatooth sharks undergone thermo-physiological changes in course of its تطور 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.
في دراسة حديثة نشرت في PNAS على 26th June 2023, researchers investigated thermo-physiology of megatooth sharks to explain its تطور 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. لكن هذه القدرة على التنظيم الحراري أثبتت أنها مكلفة لأسماك القرش العملاقة في الوقت المناسب.
كانت أسماك القرش العملاقة مفترسة في قمة شبكة الغذاء البحري2. 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 تطور of megatooth sharks also contributed to their extinction following changes in climate.
مثل أسماك القرش العملاقة المنقرضة ، فإن أنواع أسماك القرش الحديثة ليست محصنة ضد آثار تغير المناخ ومن ثم الحاجة إلى الحفاظ عليها.
***
المراجع:
- Ballell ، A. ، Ferrón ، HG رؤى بيوميكانيكية في أسنان أسماك القرش العملاقة (Lamniformes: Otodontidae). Sci Rep 11 ، 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z
- كاست إير وآخرون 2022. احتلت أسماك القرش العملاقة في حقب الحياة الحديثة مواقع تغذوية عالية للغاية. تقدم العلم. 22 حزيران (يونيو) 2022. المجلد 8 ، الإصدار 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529
- Griffiths ML ، وآخرون 2023. علم وظائف الأعضاء الماص للحرارة لأسماك القرش العملاقة المنقرضة. PNAS. 26 يونيو 2023 (120) e27. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
***
