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马克思·普朗克演化人类学研究所:与大白鲨竞争或导致巨齿鲨灭绝的新线索
2022-06-07 09:17:43   来源:化石网   评论:0 点击:

上新世早期巨齿鲨与现代大白鲨的牙齿尺寸对比(图自:MPI Evolutionary Anthropology)(化石网整理)据cnBeta:马克思·普朗克演化人类学研究所的一支团队,刚刚介绍了与大白鲨竞争或导致巨齿鲨灭绝的新线


上新世早期巨齿鲨与现代大白鲨的牙齿尺寸对比(图自:MPI / Evolutionary Anthropology)

(化石网整理)据cnBeta:马克思·普朗克演化人类学研究所的一支团队,刚刚介绍了“与大白鲨竞争或导致巨齿鲨灭绝”的新线索。研究领队 Jeremy McCormack 指出,作为有史以来最大的鲨鱼,巨齿鲨(Otodus megalodon)生活在 23~360 万年前的地球海洋中。
 
据悉,巨齿鲨的长度可达 20 米(65 英尺)、重 103 吨,在“史上最强捕食者”列表中绝对可以排得上名号。相比之下,现代大白鲨的体长只有 6 米(20 英尺)、重约 2268 公斤(5000 磅)。
 
然而最近针对两个鲨鱼物种牙齿中的锌同位素展开的新研究,又让我们对古代鲨鱼的掠食习性有了更深入的见解 —— 推测两者都在捕食极其相似的猎物。
 
同位素分析是了解生物习性的一种有力工具,因为某种元素与另一种元素的比率差异,可帮助科学家们追溯其食物来源、饮食习性、及其在食物链中的所处位置。
 
与此同时,MPI 研究人员还希望推断出掠食竞争在该物种的巨大化和灭绝过程中都发挥了多大的影响。
 
通常情况下,研究人员会从有机物质方面入手研究同位素的比率,尤其是骨骼中蛋白质的氮同位素。
 
问题在于,鲨鱼属于古老的软骨鱼类的一个分支,其于数亿年前从硬骨鱼的进化路径中分离出来、因而体内的骨骼物质极少。
 
本文主角巨齿鲨就是这样一个典型案例,尽管其在过去半个世纪里广为人知、并且出演了诸多影视作品,但表明其存在的唯一证据,还是只有牙齿和一些椎骨碎片。
 
更糟糕的是,这些化石距今已有数百万年的历史,因此任何有机物质都早已被矿物质取代、或退化到难以分析的程度。
 
有鉴于此,MPI 研究团队选择了从世界各地的现代 / 化石鲨鱼牙齿样本中收集同位素 —— 尤其是高度矿化的牙釉质部分,以替代活体牙本质中的胶原蛋白来取样。
 
通过观察早中新世(20.4 ~ 1600 万年前)和早上新世(5.3 ~ 360 万年前)的鲨鱼牙齿,然后将它们与现代鲨鱼进行比较,研究团队得出了如下结论:
 
首先,现代与古代鲨鱼的锌同位素测量值几乎相同,表明两者之间具有很高的食性重合度。
 
其次,巨齿鲨应该也处于食物链的顶端,与大白鲨捕食着同样类型的猎物。
 
William Paterson 大学教授 Michael Griffiths 表示:“我们的研究结果表明,巨齿鲨及其祖先确实都是顶级掠食者,它们在各自的食物链上都处于高位”。
 
不过更加值得注意的是,来自北卡罗来纳州上新世早期鲨鱼牙齿的锌同位素测定值表明,早期大白鲨的营养水平、与更大的巨齿鲨在很大程度上存在着重叠。
 
据此推测,大白鲨很可能一直在与巨齿鲨争夺食物,结果导致了后者在上新世早期的衰落。至于这场比赛的确切性质,仍有待进一步的研究去揭晓。
 
另一种猜测是,两个物种可能于不同季节在同一领地上觅食。
 
综上所述,Jeremy McCormack 认为,使用锌同位素测定法来研究过去数百万年里灭绝的动物的饮食与营养生态学,确实是相当可行的。
 
甚至我们可以将同样的方法,运用到追溯人类祖先和其它动物种群化石的研究上去。
 
相关报道:研究称与大白鲨的饮食竞争可能促成了巨齿鲨的灭绝
 
(化石网整理)据cnBeta:在一项新研究中,研究人员通过分析巨齿鲨和大白鲨牙齿中的锌稳定同位素比例,比较了巨齿鲨和大白鲨在食物链中的位置。他们发现,这两个物种的猎物可能存在重叠,因此,与大白鲨的饮食竞争可能促成了巨齿鲨的灭绝。
 
巨齿鲨(Otodus megalodon)生活在230万年至360万年前的全球海洋中,体长可能达到20米。作为比较,今天最大的大白鲨总长度只达到6米。许多因素被讨论用来解释巨齿鲨的巨大化和灭绝,其饮食和饮食竞争往往被认为是关键因素。
 
在这项研究中,研究人员分析了来自全球各地的现代和化石鲨鱼牙齿中的锌稳定同位素比率,包括巨齿鲨以及现代和化石大白鲨的牙齿。这种新方法使科学家能够调查一种动物的营养水平,这表明一种动物在食物链的上游有多远。对牙齿珐琅质(牙齿的高度矿化部分)的锌稳定同位素分析可与更成熟的牙齿胶原蛋白的氮同位素分析相媲美,后者是牙齿牙本质的有机组织,用于评估动物物质的消耗程度。
 
然而,“在我们调查的时间尺度上,胶原蛋白没有被保存下来,因此传统的氮同位素分析是不可能的,”主要作者、马克斯-普朗克进化人类学研究所和法兰克福歌德大学的研究员Jeremy McCormack解释道。古腾堡大学地球金沙捕鱼手机版下载所的教授Thomas Tütken补充说:“在这里,我们首次证明了与饮食有关的锌同位素特征保存在化石鲨鱼牙齿的高度矿化的珐琅质冠中。”
 
利用这种新方法,研究小组将多个已灭绝的中新世早期(2040万至1600万年前)和上新世早期(530万至360万年前)物种的牙齿锌同位素特征与现代鲨鱼的牙齿进行了比较。“我们注意到锌同位素信号在化石和现代模拟类群中的一致性,这增强了我们对该方法的信心,并表明在海洋食物网底部的锌同位素值可能存在最小的差异,这是氮同位素研究的一个干扰因素,”来自加州大学默塞德分校的教授Sora Kim解释说。
 
随后,研究人员分析了来自早更新世的巨齿鲨牙齿中的锌同位素比率和来自早中新世的早期巨齿鲨Otodus chubutensis以及同时代和现代大白鲨中的锌同位素比率,以调查这些标志性物种对过去生态系统和彼此的影响。“我们的结果显示,巨齿鲨和它的祖先确实都是顶级捕食者,在它们各自的食物链的高端进食,”威廉帕特森大学的教授迈克尔-格里菲斯说。“但真正引人注目的是,来自北卡罗来纳州的早更新世鲨鱼牙齿的锌同位素值,表明早期大白鲨与大得多的巨齿鲨的营养水平基本重叠。”
 
芝加哥德保罗大学教授Kenshu Shimada指出:“这些结果可能意味着这两种鲨鱼所捕食的猎物至少有一些重叠。虽然还需要更多的研究,但我们的结果似乎支持巨齿鲨与上新世早期大白鲨存在饮食竞争的可能性。”
 
诸如锌的新同位素方法提供了一个了解过去的独特窗口。“我们的研究说明了使用锌同位素来调查几百万年来已灭绝动物的饮食和营养生态的可行性,这种方法也可以应用于其他动物化石群体,包括我们自己的祖先,”McCormack总结道。

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