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2024-05-09 13:40 浏览:2

对牙齿矿物质的最新分析证实了巨齿鲨是温血动物

Megalodon was no cold-blooded killer

有史以来最大的海洋掠食者并不是冷血杀手。来自加州大学洛杉矶分校、加州大学默塞德分校和威廉帕特森大学的环境科学家进行了一项新的分析,揭示了这种温血动物调节体温的能力,这可能有助于解释它灭绝的原因。

在分析了大约360万年前灭绝的古代鲨鱼牙釉质中的同位素后,科学家们得出结论,巨齿鲨可以保持比周围水高13华氏度(约7摄氏度)的体温。

这种温度差异比与巨齿鲨生活在一起的其他鲨鱼的温度差异要大得多,足以将巨齿鲨归类为温血动物。

这篇发表在《美国国家科学院院刊》上的论文表明,巨齿鲨用来保暖的能量导致了它的灭绝。它对理解当前和未来的环境变化具有启示意义。

加州大学洛杉矶分校大气与海洋科学助理教授、加州大学洛杉矶分校环境与可持续发展研究所成员罗伯特·伊格尔(Robert Eagle)说:“研究巨齿鲨等非常成功的掠食性鲨鱼灭绝背后的驱动因素,可以让我们深入了解现代海洋生态系统中大型海洋掠食者在持续气候变化的影响下的脆弱性。”

据信,巨齿鲨的身长可达50英尺,属于鲭鲨的一种,今天的鲭鲨包括大白鲨和长尾鲨。虽然大多数鱼类都是冷血动物,体温与周围的水温相同,但鲭鲨的身体的全部或部分温度都比周围的水温高,这种特性分别被称为中温动物和局部恒温动物。

鲨鱼储存由肌肉产生的热量,这使它们不同于哺乳动物等全温血动物或吸热动物。哺乳动物大脑中有一个叫做下丘脑的区域调节体温。

各种各样的证据都暗示巨齿鲨可能是中热动物。但是,由于没有来自现代鲨鱼的软组织的数据,很难确定巨齿鲨是否是恒温动物,或者在多大程度上是恒温动物。Megalodon was no cold-blooded killer

在这项新的研究中,科学家们在巨齿鲨最丰富的化石遗骸中寻找答案:它的牙齿。牙齿的主要成分是一种叫做磷灰石的矿物,它含有碳原子和氧原子。像所有的原子一样,碳和氧可以以“轻”或“重”的形式出现,即同位素,而构成磷灰石的轻同位素或重同位素的数量取决于一系列环境因素。因此,牙齿化石的同位素组成可以揭示动物生活的地方和它吃的食物类型,对于海洋脊椎动物来说,还可以提供动物生活的海水的化学成分和动物的体温等信息。

“你可以把保存在构成牙齿的矿物质中的同位素想象成一种温度计,但它的读数可以保存数百万年,”兰迪弗洛雷斯说,他是加州大学洛杉矶分校的博士生,也是科学多元化领导中心的研究员,他参与了这项研究。“因为牙齿是在动物活着的时候在组织中形成的,所以我们可以测量牙齿化石的同位素组成,以估计它们形成时的温度,这告诉我们动物在生活中的大致体温。”

由于大多数古代和现代鲨鱼都无法将体温维持在明显高于周围海水温度的水平,因此它们牙齿中的同位素反映的温度与海洋温度相差不大。然而,在温血动物中,它们牙齿中的同位素记录了动物产生的体热的影响,这就是为什么牙齿显示的温度比周围的海水要高。

研究人员假设,巨齿鲨的同位素值与生活在同一时期的其他鲨鱼的同位素值之间的任何差异,都将表明巨齿鲨能够为自己的身体保暖的程度。

研究人员从世界各地的五个地点收集了巨齿鲨和其他同时代鲨鱼的牙齿,并使用加州大学洛杉矶分校和加州大学默塞德分校的质谱仪对它们进行了分析。科学家们利用统计模型来估计每个收集牙齿地点的海水温度,发现巨齿鲨的牙齿始终保持着平均温度,这表明它具有令人印象深刻的调节体温的能力。

它温暖的身体使巨齿鲨移动得更快,能忍受更冷的海水,并在世界各地扩散。但研究人员写道,正是这种进化优势可能导致了它的衰落。

巨齿鲨生活在上新世,从533万年前开始,到258万年前结束,那个时期的全球变冷导致海平面上升和生态变化,巨齿鲨无法生存。

弗洛雷斯说:“维持能量水平,使巨齿鲨的体温升高,需要一个贪婪的食欲,在海洋生态系统平衡不断变化的时代,这可能是不可持续的,因为它甚至可能不得不与大白鲨等新来者竞争。”

该项目的联合负责人Aradhna Tripati是加州大学洛杉矶分校的地球、行星和空间科学教授,也是环境与可持续发展研究所的成员。他说,科学家们现在计划将同样的方法应用于研究其他物种。

她说:“在巨齿鲨身上发现了恒温动物之后,问题就来了,在整个地质历史中,在顶级海洋掠食者身上发现它的频率有多高。”