QUẢNG CÁO

Cá mập Megatooth: Sinh lý nhiệt giải thích cả Sự tiến hóa và Sự tuyệt chủng của nó

Những con cá mập megatooth khổng lồ đã tuyệt chủng từng đứng đầu lưới thức ăn ở biển. Sự tiến hóa của chúng đến kích thước khổng lồ và sự tuyệt chủng của chúng vẫn chưa được hiểu rõ. Một nghiên cứu gần đây đã phân tích các đồng vị từ răng hóa thạch và phát hiện ra rằng những con cá mập này đã phát triển quá trình điều nhiệt nội nhiệt và tiến hóa đến kích thước khổng lồ nhưng chi phí trao đổi chất cao và nhu cầu năng lượng sinh học không thể duy trì lâu hơn sau khi môi trường sống sản xuất bị thu hẹp do biến đổi khí hậu và thay đổi mực nước biển. Hậu quả là chúng đã tuyệt chủng cách đây 3.6 triệu năm. Nghiên cứu này cũng đưa ra một thực tế là giống như loài cá mập răng to đã tuyệt chủng, các loài cá mập hiện đại cũng không tránh khỏi tác động của biến đổi khí hậu, do đó cần phải bảo tồn chúng.  

Megatooth Sharks, meaning “big tooth” sharks, were supersized gigantic sharks that evolved in the Cenozoic era, acquired body size of about 15m and became extinct about 3.6 million years ago (Mya) during the Pliocene kỷ nguyên

thời đại địa chất
Ghi công: Capps, D., McLane, S., và Chang, L., Phạm vi công cộng, thông qua Wikimedia Commons

Những con cá mập khổng lồ này được trời phú cho những chiếc răng sắc nhọn, to bằng quả chuối và là một trong những loài có kích thước cơ thể lớn nhất (chỉ sau cá voi xanh). Chúng được coi là một trong những loài săn mồi biển mạnh nhất từng sống, chuyên săn cá voi, cá heo, hải cẩu và các loài cá mập nhỏ hơn khác.  

Răng của cá mập megateeth
Ghi công: Géry PARENT, CC BY-SA 4.0 , qua Wikimedia Commons

Trong quá trình tiến hóa của nó, những con cá mập này đã trải qua những thay đổi mạnh mẽ về bộ răng bao gồm cả thân răng mở rộng và các cạnh cắt có răng cưa, giúp chúng chuyển từ chế độ ăn dựa trên cá sang chế độ ăn dựa trên động vật có vú ở biển giàu năng lượng hơn. Điều này đã giúp chúng đạt được nguồn dinh dưỡng phong phú hơn nhiều, đó là một trong những lý do đằng sau sự tiến hóa của chúng đến kích thước cơ thể khổng lồ1.

Cá mập răng to đứng đầu lưới thức ăn và kẻ săn mồi cuối cùng2. Chúng có cấp độ danh hiệu cao hơn đối với bất kỳ loài sinh vật biển nào. (Cấp dinh dưỡng là vị trí của một sinh vật trong chuỗi thức ăn, nó dao động từ giá trị 1 đối với sinh vật sản xuất chính đến 5 đối với động vật có vú ở biển và con người).    

Làm thế nào những con cá mập này tiến hóa đến kích thước cơ thể khổng lồ và tại sao chúng bị tuyệt chủng khoảng 3.6 triệu năm trước?  

ngoại nhiệt  Máu lạnh, bao gồm tất cả các loài động vật trừ chim và động vật có vú. ví dụ, cá mập  
Mesothermy (hoặc, thu nhiệt khu vực) Động vật có chiến lược điều nhiệt trung gian với động vật biến nhiệt máu lạnh và động vật biến nhiệt máu nóng. ví dụ, một số cá mập, rùa biển 
thu nhiệt  Động vật máu nóng, duy trì nhiệt độ cơ thể không đổi bất kể nhiệt độ môi trường, bao gồm chim và động vật có vú. (Thu nhiệt bao gồm thu nhiệt khu vực hoặc trung nhiệt theo nghĩa rộng) 

Cá mập là loài cá sụn và là động vật biển máu lạnh (ngoại nhiệt). Những động vật như vậy không có khả năng trao đổi chất để nâng cao nhiệt độ cơ thể và giữ nhiệt.  

Có phải cá mập răng to đã trải qua những thay đổi sinh lý nhiệt trong quá trình tiến hóa của nó để có được các đặc tính thu nhiệt? Giả thuyết này có liên quan vì không giống như động vật biển máu lạnh (ngoại nhiệt), máu nóng (thu nhiệt) có thể có tốc độ bay cao hơn và có thể di chuyển quãng đường dài hơn để bắt con mồi so với các loài ngoại nhiệt. Việc thu được các đặc tính thu nhiệt (cùng với bộ răng đã biến đổi) có thể giải thích tại sao những con cá mập này lại tiến hóa đến kích thước khổng lồ như vậy.  

Trong một nghiên cứu gần đây được công bố trên PNAS vào ngày 26th Tháng 2023 năm 7, các nhà nghiên cứu đã điều tra sinh lý nhiệt của cá mập răng to để giải thích sự tiến hóa và tuyệt chủng của nó. Họ đã nghiên cứu bằng chứng địa hóa cho quá trình điều nhiệt từ phương pháp đo nhiệt độ cổ đồng vị vón cục và đồng vị oxy phốt phát thu được từ các mẫu răng hóa thạch và phát hiện ra rằng nhiệt độ cơ thể được suy ra từ đồng vị của các loài Otodus trung bình cao hơn khoảng XNUMX °C so với nhiệt độ nước biển xung quanh và các loài cá mập cùng tồn tại khác. Nhiệt độ cơ thể tổng thể ấm hơn có nghĩa là cá mập megatooth đã tiến hóa để trở thành động vật thu nhiệt cho thấy quá trình thu nhiệt là động lực chính cho chủ nghĩa khổng lồ của chúng3. Nhưng khả năng điều nhiệt này đã tỏ ra tốn kém đối với cá mập răng to trong thời gian tới.  

Cá mập megatooth là kẻ săn mồi đỉnh cao ở đầu lưới thức ăn biển2. Their top trophic level diet, gigantic body sizes and endothermic physiology meant high metabolic costs and high bioenergetic demands. The energy balance was disturbed when productive habitats diminished, and sea level changed. This altered prey landscape, and prey become scarce. The consequent food shortage put negative selection pressure against gigantic megatooth sharks culminating in their extinction 3.6 Mya. Endothermy, the key driver in the sự tiến hóa of megatooth sharks also contributed to their extinction following changes in climate.  

Giống như loài cá mập răng to đã tuyệt chủng, các loài cá mập hiện đại không tránh khỏi tác động của biến đổi khí hậu do đó cần phải bảo tồn chúng. 

***

Tài liệu tham khảo:  

  1. Ballell, A., Ferrón, HG Những hiểu biết cơ sinh học về bộ răng của cá mập răng to (Lamniformes: Otodontidae). Đại diện khoa học số 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z  
  1. Cấp cứu Kast et al 2022. Cá mập megatooth Kainozoi chiếm các vị trí dinh dưỡng cực cao. Tiến bộ Khoa học. Ngày 22 tháng 2022 năm 8. Tập 25, Số XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529  
  1. Griffith ML, et al 2023. Sinh lý thu nhiệt của cá mập megatooth đã tuyệt chủng. PNAS. Ngày 26 tháng 2023 năm 120. 27(2218153120)eXNUMX. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120  

*** 

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Nhà báo khoa học | Biên tập viên sáng lập tạp chí Khoa học Châu Âu

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Biến đổi khí hậu: Phát thải khí nhà kính và chất lượng không khí không phải là hai vấn đề riêng biệt

Biến đổi khí hậu do sự nóng lên toàn cầu được cho là do ...

Phát hiện và ngăn chặn các cơn co giật do động kinh

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra một thiết bị điện tử có thể phát hiện và ...

Căng thẳng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ thần kinh trong giai đoạn đầu tuổi vị thành niên

Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng căng thẳng môi trường có thể ảnh hưởng đến ...
- Quảng cáo -
94,555Người hâm mộNhư
47,688Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi