巨齿鲨可能是温血动物,尽管它们是冷血杀手

巨齿鲨可能是温血动物,尽管它们是冷血杀手

大多数鱼都是冷血动物,这意味着它们依靠体外温度来调节体内温度。然而,有些鲨鱼却出人意料地是温血动物,它们像许多哺乳动物一样储存肌肉产生的热量。6 月 26 日发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究发现,它们的进化祖先——强大的巨齿鲨——也具有这种吸热特性。巨齿鲨用来保暖的能量可能导致了它在大约 360 万年前的灭绝,并可能有助于科学家研究未来环境变化的影响。

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论文合著者、加州大学洛杉矶分校生物学家罗伯特·伊格尔在一份声明中表示:“研究巨齿鲨等极为成功的掠食性鲨鱼灭绝背后的驱动因素,可以让我们了解大型海洋掠食者在现代海洋生态系统中受到持续气候变化影响的脆弱性。”

巨齿鲨大约在 2000 万年前开始在海洋中游荡,体长可能达到 50 英尺。这大约是现代大白鲨的三倍。这种海洋巨兽只需五口就能吃掉一头虎鲸大小的食物,而且它们的牙齿可以长到人类手掌那么大,令人惊叹。

它们也属于一种叫做鲭鲨的鲨鱼群,其中包括现今的狐鲨和臭名昭著的大白鲨。鲭鲨的身体全部或部分温度比周围的水温略高,而大多数冷血鱼类的身体温度与水温相同。

在这项新研究中,研究小组分析了巨齿鲨牙齿化石中的牙釉质同位素,得出结论,这种古代鲨鱼的体温可以比其生活的水高出约 13 华氏度。研究小组称,这种温差足以将巨齿鲨归类为吸热动物或温血动物。

他们采用了一种新颖的地球化学技术,即利用团块同位素温度计和磷酸盐氧同位素温度计来检验他们的“巨齿鲨吸热假说”。

“使用这些方法的研究表明,通过比较‘未知’代谢来源的化石脊椎动物的体温与同时出现的‘已知’代谢化石的体温,它们对于推断其热生理学特别有用,”论文合著者、威廉帕特森大学地球化学家迈克尔格里菲思在一份声明中说。

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虽然巨齿鲨拥有丰富的化石记录,但人们对其生物学的了解较少,因为化石记录中没有发现这种已灭绝野兽的完整骨骼。利用地球化学技术对遗留的大量牙齿进行分析,可以帮助古生物学家窥探过去。

一种名为磷灰石的矿物是牙齿的主要成分。它含有碳原子和氧原子,这些原子以“轻”或“重”的形式存在,称为同位素。磷灰石形成时,其轻同位素或重同位素的数量会因多种环境因素而变化。构成化石牙齿的同位素可以揭示动物生活在哪里、吃什么,以及对于像巨齿鲨这样的海洋脊椎动物来说,可以揭示它们生活的海水的化学性质和体温。

巨齿鲨的上牙(右)比白鲨的上牙要小。图片来源:Harry Maisch/佛罗里达湾岸大学。

“你可以把保存在构成牙齿的矿物中的同位素看作是一种温度计,但其读数可以保存数百万年,”合著者、加州大学洛杉矶分校博士生兰迪·弗洛雷斯 (Randy Flores) 在一份声明中说。“因为牙齿是在动物活着时在其组织中形成的,所以我们可以测量化石牙齿的同位素组成,以估计它们形成的温度,从而告诉我们动物活着时的大致体温。”

巨齿鲨的温暖身体使它们能够更快地移动,不仅可以忍受较冷的水,而且遍布世界各地的海洋。然而,这种进化优势可能导致了它们的衰落。巨齿鲨生活在上新世(533 万年前至 258 万年前),当时由于全球变冷和海平面变化,环境发生了巨大变化。

要维持和保持巨齿鲨较高体温所需的能量水平,需要大量食物。随着生态系统的变化,食物可能变得更加稀缺,尤其是考虑到海洋环境中新来者的竞争——比如我们的朋友大白鲨。

研究团队希望采用类似的方法来研究其他灭绝物种。论文合著者、加州大学洛杉矶分校地质学家 Aradhna Tripati 在一份声明中表示:“在巨齿鲨中确定了恒温后,问题就来了,在整个地质历史中,恒温在顶级海洋捕食者中出现的频率有多高。”

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