Extinct gigantic megatooth sharks were at the top of the marine food web once. Their vývoj 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.
Tito obří žraloci byli obdařeni ostrými zuby velikosti banánu a byli jedni z největších velikostí těla (vedle modré velryby). Jsou považováni za jednoho z nejmocnějších mořských predátorů, kteří kdy žili, kteří lovili velryby, delfíny, tuleně a další menší žraloky.
Během jeho vývoj, 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 výživa which was one of reasons behind their vývoj to gigantic body sizes1.
Megatooth žraloci byli na vrcholu potravní sítě a konečný predátor2. Měli vyšší trofickou úroveň pro všechny mořské druhy. (Trofická úroveň je postavení organismu v potravním řetězci, pohybuje se od hodnoty 1 u prvovýrobců do 5 u mořských savců a člověka).
Jak se tito žraloci vyvinuli do gigantických tělesných velikostí a proč vyhynuli asi před 3.6 miliony let?
| Ektotermie | Chladnokrevný, zahrnuje všechna zvířata kromě ptáků a savců. např. žraloci |
| Mezotermie (nebo regionální endotermie) | Zvíře s termoregulační strategií střední až chladnokrevné ektotermy a teplokrevné endotermy. např. někteří žraloci, mořská želva |
| Endotermie | Teplokrevní živočichové udržují stálou tělesnou teplotu bez ohledu na okolní teplotu, včetně ptáků a savců. (Endotermie zahrnuje regionální endotermii nebo mezotermii v širokém smyslu) |
Žraloci jsou chrupavčité ryby a jsou chladnokrevní mořští živočichové (ektotermní). Taková zvířata nemají schopnost metabolicky zvyšovat tělesnou teplotu a udržovat teplo.
Měli žraloci megazubí v průběhu termofyziologických změn vývoj získat endotermické vlastnosti? Tato hypotéza je relevantní, protože na rozdíl od chladnokrevných (ektotermních) mohou mít teplokrevní (endotermní) mořští živočichové vyšší cestovní rychlosti a mohou cestovat na delší vzdálenosti, aby chytili kořist, než ektotermní protějšky. Získání endotermických vlastností (spolu s transformovanou denticí) by mohlo vysvětlit, proč se tito žraloci vyvinuli do tak gigantických velikostí.
V nedávné studii publikované v PNAS dne 26th June 2023, researchers investigated thermo-physiology of megatooth sharks to explain its vývoj 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. Ale tato schopnost termoregulace se časem ukázala pro megazubé žraloky drahá.
Megatooth žraloci byli vrcholovými predátory na vrcholu mořské potravní sítě2. 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 vývoj of megatooth sharks also contributed to their extinction following changes in climate.
Stejně jako vyhynulí žraloci megazubí, ani moderní druhy žraloků nejsou imunní vůči účinkům změny klimatu, a proto je třeba je chránit.
***
Reference:
- Ballell, A., Ferrón, HG Biomechanické vhledy do chrupu megazubých žraloků (Lamniformes: Otodontidae). Sci Rep 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z
- Kast ER et al 2022. Cenozoičtí megazubí žraloci zaujímali extrémně vysoké trofické pozice. Vědecké pokroky. 22. června 2022. díl 8, vydání 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529
- Griffiths ML, et al 2023. Endotermická fyziologie vyhynulých megazubých žraloků. PNAS. 26. června 2023. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
***
