Более теплая, чем в морской воде, температура тела могла помочь древним акулам быстро плавать и ловить добычу.
Otodus megalodon (в центре иллюстрации - охотится на тюленя) был более теплокровным, чем большая белая акула (вверху слева). Эта теплокровность, возможно, и помогла ей вырасти такой большой, но в конечном итоге стала причиной ее гибели по мере сокращения источников пищи.
Массивный, мегазубастый Otodus megalodon бегал по жаре - древняя акула была, по крайней мере, в некоторой степени теплокровной, свидетельствуют новые данные.
Химические измерения ископаемых зубов O. megalodon свидетельствуют о том, что температура тела этих акул была выше, чем температура окружающих их вод, сообщают исследователи 26 июня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Анализ углерода и кислорода в зубах этих и других акул, как ныне живущих, так и вымерших, показал, что температура тела гигантской акулы была примерно на 7 градусов Цельсия теплее, чем предполагаемая температура морской воды в то время.
Эта теплокровность могла быть обоюдоострым мечом. Эта черта, возможно, помогла O. megalodon стать быстрым, грозным хищником и вырасти до 20 метров в длину, что сделало ее одним из самых крупных хищников, когда-либо живших на Земле. Но прожорливый аппетит акулы мог также стать причиной гибели вида. Гигантизм имеет высокую метаболическую стоимость, говорит морской биогеохимик Роберт Игл из Калифорнийского университета: Большие тела требуют больше пищи, и массивные акулы могли быть особенно уязвимы к вымиранию, когда климат изменился и пища стала скуднее.
Млекопитающие хорошо известны тем, что способны метаболически повышать и поддерживать тепло своего тела даже в более холодной среде - эта черта называется эндотермией. Но некоторые виды рыб, как ныне живущие, так и вымершие, способны к региональной эндотермии, сохраняя некоторые части тела при более высокой температуре, чем окружающая вода. Например, многие современные плащеносные акулы - группа, включающая такие виды, как мако и большие белые акулы, - обладают такой способностью.
"Действительно, региональная эндотермия - один из двух известных эволюционных путей к гигантским размерам акул", - говорит Джек Купер, палеобиолог из Университета Суонси в Уэльсе, который не принимал участия в новом исследовании. (Другой, по словам Купера, - это фильтрационное питание, которым пользуются более мягкие гиганты, такие как китовые акулы).
Ученые давно считали, что мегалодон был регионально эндотермичным, говорит Игл, основываясь на различных доказательствах, таких как оценки формы тела мегаакулы, а также ее вероятной скорости плавания и энергетических потребностей. Известно также, что акула имела очень большой географический диапазон по всему миру, активно охотилась как в более холодных, так и в более теплых водах, что говорит в пользу некоторой теплокровности. Недавнее исследование Купера и его коллег, в котором тело акулы было смоделировано в 3-D, показало, что взрослый O. megalodon был трансокеанским суперхищником, способным плавать быстрее всех ныне живущих видов акул и полностью поглощать добычу размером с самых крупных современных хищников.
Вопрос, добавляет Игл, заключается не в том, был ли O. megalodon эндотермичным, а в том, насколько он был эндотермичным. В частности, команде было интересно, как температура его тела соотносится с температурой тела одного из его главных океанских конкурентов, который появился на сцене в конце периода правления акулы: Carcharodon carcharias, более известной как большая белая акула.
O. megalodon появился около 23 миллионов лет назад и вымер где-то между 3,5 и 2,6 миллионами лет назад. Большие белые акулы появились около 3,5 миллионов лет назад, и они конкурировали за пищу со своими массивными сородичами. Согласно одной из гипотез, эта конкуренция привела к вымиранию O. megalodon. Изменение климата в эпоху плиоцена, которая длилась с 5,3 млн до 2,6 млн лет назад, привело к сокращению популяции морских млекопитающих - основного источника пищи для обеих акул.
"Кархародон был гораздо меньше... и сохранился, в то время как отодус вымер", - говорит Игл. "Вероятно, у кархародона была меньшая потребность в пище для поддержания скорости метаболизма".
Чтобы получить более прямые данные о температуре тела этих видов акул и, следовательно, лучше понять их метаболизм, команда обратилась к единственным ископаемым останкам акул - их зубам.
Ископаемые зубы содержат огромное количество данных об окружающей среде. Зубная эмаль содержит как более тяжелые, так и более легкие формы, или изотопы, углерода, кислорода и других элементов, и относительное количество этих изотопов связано с температурой тела. Игл и его коллеги использовали метод изучения изобилия "сцепленных изотопов" - соединенных вместе тяжелых форм углерода (углерод-13) и кислорода (кислород-18) - в качестве своеобразного древнего геохимического термометра. По словам Орла, обилие этих связей "зависит только от температуры", что дает более точный термометр, чем изотопное обилие одного элемента.
Команда использовала этот метод на зубах разных акул, а также на ископаемых образцах других древних обитателей океана, включая китов и моллюсков (моллюски, будучи полностью холоднокровными, отражают температуру воды в океане, говорит Игл). Данные показывают, что обе акулы были немного эндотермичны, но средняя температура тела O. megalodon (около 27⁰ C) была не только выше, чем в окружающих водах, но и выше, чем средняя температура тела больших белых акул (около 22⁰ C), обитавших в аналогичных водах. Ни одна из акул не была такой теплокровной, как морские млекопитающие, такие как киты групп Odontoceti и Mysticeti, определила команда.
Это "очень интересная находка, и это фантастика, что у нас есть больше доказательств региональной эндотермии у мегалодона", - говорит Купер. Повышенная температура тела мегалодона позволила бы ему "плыть дальше и быстрее, увеличивая шансы встретить добычу", - говорит он. "Но это также означает, что при снижении доступности пищи мегалодон не смог бы удовлетворить свои огромные энергетические потребности". И когда изменение уровня моря в плиоцене привело к сокращению добычи акул около 3 миллионов лет назад, "они вполне могли вымереть от голода".
Сейчас Игл и его коллеги пытаются выяснить, что было первым для O. megalodon: теплокровность или статус верховного хищника. "Чтобы стать гигантским, нужен высокий трофический уровень, - говорит Игл. Но необходимо ли теплокровность для того, чтобы добраться до этого высокого трофического уровня (статуса верховного хищника)? "Мы надеемся увязать все это вместе в эволюционную историю о том, что чем движет".
