Megatooth Sharks: Thermophysiology verklaart zowel de evolutie als het uitsterven ervan

Uitgestorven gigantische megatandhaaien stonden ooit aan de top van het mariene voedselweb. Hun Evolutie tot gigantische afmetingen en hun uitsterven worden niet goed begrepen. Een recente studie analyseerde isotopen van de fossiele tanden en ontdekte dat deze haaien endotherme thermoregulatie ontwikkelden en tot gigantische afmetingen evolueerden, maar dat de hoge metabolische kosten en bio-energetische eisen niet langer konden worden volgehouden na de krimp van productieve habitats als gevolg van klimaatverandering en veranderingen in de zeespiegel. Bijgevolg stierven ze 3.6 miljoen jaar geleden uit. Deze studie brengt ook het feit naar voren dat, net als de uitgestorven megatandhaaien, ook de moderne haaiensoorten niet immuun zijn voor de gevolgen van klimaatverandering, vandaar de noodzaak van hun instandhouding.  

Megatooth-haaien, wat ‘groottandhaaien’ betekent, waren gigantische gigantische haaien die zich in het Cenozoïcum ontwikkelden, een lichaamsgrootte van ongeveer 15 meter verwierven en ongeveer 3.6 miljoen jaar geleden (Mya) tijdens het Plioceen uitstierven. tijdperk. 

Deze gigantische haaien waren begiftigd met scherpe tanden ter grootte van een banaan en waren een van de grootste qua lichaamsgrootte (naast de blauwe vinvis). Ze worden beschouwd als een van de krachtigste mariene roofdieren die ooit hebben geleefd en die jaagden op walvissen, dolfijnen, zeehonden en andere kleinere haaien.  

Tijdens zijn Evolutiehadden deze haaien drastische veranderingen in het gebit ondergaan, waaronder bredere kronen en gekartelde snijranden, waardoor ze konden overstappen van een dieet op basis van vis naar een energieker dieet op basis van zeezoogdieren. Dit hielp hen veel rijker te worden voeding wat een van de redenen achter hun was Evolutie tot gigantische lichaamsgroottes¹.

Megatandhaaien stonden aan de top van het voedselweb en waren het ultieme roofdier². Ze hadden een hoger trofisch niveau voor alle mariene soorten. (Tropisch niveau is de positie van een organisme in de voedselketen, het varieert van een waarde van 1 voor primaire producenten tot 5 voor zeezoogdieren en mensen).    

Hoe deze haaien evolueerden tot gigantische lichaamsafmetingen en waarom ze ongeveer 3.6 miljoen jaar geleden uitstierven?  

Haaien zijn kraakbeenachtige vissen en zijn koudbloedige zeedieren (ectotherm). Dergelijke dieren hebben geen vermogen om de lichaamstemperatuur metabolisch te verhogen en warmte vast te houden.  

Hadden megatandhaaien daarbij thermofysiologische veranderingen ondergaan Evolutie endotherme eigenschappen verwerven? Deze hypothese is relevant omdat in tegenstelling tot koudbloedige (ectotherme), warmbloedige (endotherme) zeedieren hogere kruissnelheden kunnen hebben en langere afstanden kunnen afleggen om prooien te vangen dan ectotherme tegenhangers. Verwerving van endotherme eigenschappen (samen met getransformeerd gebit) zou kunnen verklaren waarom deze haaien tot zulke gigantische afmetingen evolueerden.  

In een recente studie gepubliceerd in PNAS op 26^th In juni 2023 onderzochten onderzoekers de thermofysiologie van megatandhaaien om de oorzaak ervan te verklaren Evolutie en uitsterven. Ze bestudeerden geochemisch bewijs voor thermoregulatie uit samengeklonterde isotopenpaleothermometrie en fosfaatzuurstofisotopen verkregen uit fossiele tandmonsters en ontdekten dat de isotoop-afgeleide lichaamstemperaturen van Otodus-soorten gemiddeld ongeveer 7 ° C hoger waren dan de omgevingstemperatuur van zeewater en andere naast elkaar bestaande haaiensoorten. Een algehele warmere lichaamstemperatuur betekent dat megatandhaaien zijn geëvolueerd om endotherm te zijn, wat suggereert dat endothermie een belangrijke drijfveer was voor hun gigantisme³. Maar dit thermoregulerende vermogen bleek te zijner tijd kostbaar voor megatandhaaien.  

Megatandhaaien waren toproofdieren aan de top van het mariene voedselweb². Hun dieet op het hoogste trofische niveau, hun gigantische lichaamsafmetingen en hun endotherme fysiologie zorgden voor hoge metabolische kosten en hoge bio-energetische eisen. De energiebalans werd verstoord toen de productieve habitats afnamen en het zeeniveau veranderde. Dit veranderde het prooilandschap en de prooi wordt schaars. Het daaruit voortvloeiende voedseltekort zorgde voor een negatieve selectiedruk op gigantische megatandhaaien, wat culmineerde in hun uitsterven van 3.6 miljoen jaar. Endothermie, de belangrijkste drijfveer in de Evolutie van de megatandhaaien heeft ook bijgedragen aan hun uitsterven als gevolg van klimaatveranderingen.  

Net als de uitgestorven megatandhaaien zijn de moderne haaiensoorten niet immuun voor de effecten van klimaatverandering, vandaar de noodzaak van hun instandhouding. 

***

Referenties:  

1. Ballell, A., Ferrón, HG Biomechanische inzichten in het gebit van megatandhaaien (Lamniformes: Otodontidae). Sci Rep 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z  

2. Kast ER c.s. 2022. Cenozoïsche megatandhaaien bezetten extreem hoge trofische posities. Wetenschappelijke vooruitgang. 22 juni 2022. Deel 8, nummer 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529  

3. Griffiths ML, c.s. 2023. Endotherme fysiologie van uitgestorven megatandhaaien. PNAS. 26 juni 2023. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120  

***