Самая крупная из ныне живущих акул, достигающая 20 метров в длину, — это китовая акула, питающаяся планктоном. Однако совсем недавно, 4 миллиона лет назад, среди акул такого размера был быстрый хищник мегалодон, известный своими огромными челюстями и, соответственно, огромными зубами.
Из-за неполных данных об окаменелостях мы не совсем уверены, насколько крупным был мегалодон, и можем делать выводы только на основе некоторых его ныне живущих родственников, таких как большая белая акула и акула мако. Но благодаря некоторым новым исследованиям его окаменелых зубов, мы теперь вполне уверены, что у него было что-то общее с этими родственниками: он не был полностью хладнокровным и, по-видимому, поддерживал температуру своего тела выше, чем в окружающем океане.
Измеряем температуру
Большинство акул, как и большинство рыб, экзотермичны, то есть температура их тела соответствует температуре окружающей воды. Но у нескольких видов, входящих в группу, называемую сельдевыми акулами, есть особый тип кровообращения, который помогает удерживать часть тепла, вырабатываемого их мышцами. Это позволяет им поддерживать температуру некоторых частей тела выше, чем окружающая среда. Тихоокеанская сельдевая акула может поддерживать температуру тела на 20°C выше, чем субарктические воды, в которых она обитает.
Мегалодон также был сельдевой акулой, и некоторые ученые предположили, что он тоже должен был быть, по крайней мере, частично эндотермическим, чтобы поддерживать свои темпы роста в различных средах обитания. Но, как мы уже упоминали, имеющихся у нас останков мегалодона недостаточно даже для того, чтобы дать представление о том, насколько большим было это животное, не говоря уже о том, была ли у него особая структура кровообращения, необходимая для эндотермии акулы.
Итак, группа исследователей решила напрямую проверить, есть ли признаки того, что мегалодон регулировал температуру своего тела, используя то, что у них было: зубы.
Работа основана на явлении, известном как слипание изотопов. Если окружающая среда достаточно теплая, небольшая разница в весе между атомными изотопами не имеет значения, поскольку тепла достаточно, чтобы тщательно смешать изотопы внутри материала. Но по мере остывания более тяжелые изотопы имеют тенденцию объединяться вместе, образуя комки внутри материала. Сегодня у нас есть оборудование, которое может отслеживать распределение изотопов в материале с высоким разрешением, что позволяет напрямую измерять его «комковатость». Это, в свою очередь, может быть использовано для получения оценки температуры, при которой образовался материал.
Исследование опиралось на ископаемые слои, которые содержали как минимум три различных типа окаменелостей. Один из них был зубом мегалодона. Но другие были необходимы, чтобы обеспечить некоторую степень внешней привязки к оценкам, полученным от акул. К ним относятся кости известных хладнокровных рыб, которые послужили базой для температуры окружающей среды. Ученые также получили образцы ушных костей китов, чтобы иметь измерить уровень изотопов у теплокровного животного. Важно отметить, что исследователи получили эти образцы из широко разбросанных мест в Атлантическом и Тихом океанах, что гарантировало, что любые различия не были связаны с местными условиями окружающей среды.
Разогревайся, двигайся быстро
Образцы экзотерм показали региональные вариации, которые можно было бы ожидать от температуры морской воды, с оценками от 17°C в Калифорнии до 23°C в Средиземноморье. Образцы мегалодона, напротив, были постоянно теплее, со средней разницей температур около 7°C по сравнению с образцами хладнокровных животных.
Это не так тепло, как в образцах китов. Но, как отмечают исследователи, образцы взяты из их внутренних ушей, которые удалены от окружающей среды и поэтому, вероятно, отражают внутреннюю температуру животного. У акул, напротив, зубы напрямую подвержены воздействию окружающей среды и поэтому могут иметь промежуточную температуру между типичной температурой тела и температурой внешнего мира. Температура сельдевых акул также может варьироваться в разных частях тела.
Так почему же у мегалодона могла быть повышенная температура тела? Возможны две причины. Во-первых, как отмечалось выше, температура имеет важное значение для поддержания скорости роста, необходимой для того, чтобы кто-то такой большой, как мегалодон, могло развиваться в нетропической среде. Второе — скорость. Теплые мышцы необходимы, чтобы животное могло двигаться в воде достаточно быстро и быть эффективным хищником. Самая быстрая акула – мако, например, частично эндотермична.
Большой размер тела мегалодона, возможно, также несколько облегчал удержание тепла, поскольку увеличивал отношение объема тела к площади поверхности, а это означает, что меньше поверхности теряет тепло по сравнению с количеством мышц, его генерирующих.
Авторы новой статьи, однако, предполагают, что это также привело к уязвимости мегалодона к изменению климата. Высокие метаболические требования, связанные с поддержанием его эндотермии, сделали мегалодона чувствительным к изменениям в экосистеме. И ближе к моменту его исчезновения Земля в целом стала холоднее, что привело к понижению уровня моря, нарушившем прибрежные экосистемы.
Исследование: PNAS, 2023. DOI: 10.1073/pnas.2218153120.
- Изображения из открытого доступа (CC BY). Текст распространяется по лицензии CC Attribution (CC BY). Кому надо, пользуйтесь на здоровье, но не забывайте делать на нас ссылку!
- Не забудьте подписаться на «Аква-Космос» в Telegram. Там мы пишем и даем картинки того, о чём нельзя писать и чего нельзя показывать здесь, на Дзене.
