Ooit stonden uitgestorven gigantische megatandhaaien 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 evolueerden tot gigantische afmetingen, maar de hoge metabolische kosten en bio-energetische eisen konden niet langer worden volgehouden na inkrimping van productieve habitats als gevolg van klimaatverandering en veranderingen op zeeniveau. Bijgevolg stierven ze 3.6 miljoen jaar geleden uit. Deze studie brengt ook naar voren dat, net als de uitgestorven megatandhaaien, ook de moderne haaiensoorten niet immuun zijn voor de effecten van klimaatverandering, vandaar de noodzaak van hun instandhouding.
Megatandhaaien, wat "grotetand"-haaien betekent, waren supergrote gigantische haaien die evolueerden in het Cenozoïcum, een lichaamsgrootte van ongeveer 15 meter kregen en ongeveer 3.6 miljoen jaar geleden (Mya) tijdens het Plioceen-tijdperk uitstierven.
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 evolutie hadden deze haaien drastische veranderingen in het gebit ondergaan, waaronder verbrede kronen en gekartelde snijkanten, waardoor ze konden overschakelen van een dieet op basis van vis naar een energieker dieet op basis van zeezoogdieren. Dit hielp hen om veel rijkere voeding te bereiken, wat een van de redenen was achter hun evolutie naar gigantische lichaamsafmetingen1.
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?
| Ectothermie | Koudbloedig, omvat alle dieren behalve vogels en zoogdieren. bijvoorbeeld haaien |
| Mesothermie (of regionale endothermie) | Dier met een thermoregulerende strategie tussen koudbloedige ectothermen en warmbloedige endothermen. bijv. sommige haaien, zeeschildpadden |
| Endothermie | Warmbloedige dieren behouden een constante lichaamstemperatuur ongeacht de omgevingstemperatuur, inclusief vogels en zoogdieren. (Endothermie omvat regionale endothermie of mesothermie in brede zin) |
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 tijdens hun evolutie thermofysiologische veranderingen ondergaan om endotherme eigenschappen te 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 26th In juni 2023 onderzochten onderzoekers de thermofysiologie van megatandhaaien om de evolutie en het uitsterven ervan te verklaren. Ze bestudeerden geochemisch bewijs voor thermoregulatie van samengeklonterde isotoop-paleothermometrie en fosfaat-zuurstofisotopen verkregen uit fossiele tandmonsters en ontdekten dat isotoop-afgeleide lichaamstemperaturen van Otodus-soorten gemiddeld ongeveer 7 ° C hoger waren dan de omgevingstemperatuur van het zeewater en andere naast elkaar bestaande haaiensoorten. Een algeheel warmere lichaamstemperatuur betekent dat megatandhaaien geëvolueerd waren 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 van top trofisch niveau, gigantische lichaamsgroottes en endotherme fysiologie zorgden voor hoge metabolische kosten en hoge bio-energetische eisen. De energiebalans werd verstoord toen productieve habitats afnamen en de zeespiegel veranderde. Dit veranderde prooilandschap en prooien worden schaars. Het daaruit voortvloeiende voedseltekort zorgde voor een negatieve selectiedruk op gigantische megatandhaaien, met als hoogtepunt het uitsterven van 3.6 Mya. Endothermie, de belangrijkste drijfveer in de evolutie van megatandhaaien, heeft ook bijgedragen aan hun uitsterven na veranderingen in het klimaat.
Net als de uitgestorven megatandhaaien zijn de moderne haaiensoorten niet immuun voor de effecten van klimaatverandering, vandaar de noodzaak van hun instandhouding.
***
Referenties:
- 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
- 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
- Griffiths ML, c.s. 2023. Endotherme fysiologie van uitgestorven megatandhaaien. PNAS. 26 juni 2023. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120
***
