Большинство рыб холоднокровны, что означает, что они полагаются на температуру снаружи своего тела для регулирования внутренней температуры. Однако некоторые акулы удивительно теплокровны, они накапливают тепло, вырабатываемое их мышцами, как это делают многие млекопитающие. Исследование, опубликованное 26 июня в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что их эволюционные предки - могучие мегалодоны - также разделяют эту эндотермическую природу. Количество энергии, которую мегалодон тратил на то, чтобы оставаться в тепле, возможно, способствовало его вымиранию примерно 3,6 миллиона лет назад, и может помочь ученым изучить последствия будущих изменений окружающей среды.
"Изучение движущих факторов вымирания такой успешной хищной акулы, как мегалодон, может дать представление об уязвимости крупных морских хищников в современных океанических экосистемах, испытывающих последствия продолжающегося изменения климата", - сказал в своем заявлении соавтор исследования, биолог из Калифорнийского университета Роберт Игл.
Мегалодон преследовал мировой океан около 20 миллионов лет назад и, вероятно, достигал 50 футов в длину. Это примерно в три раза больше, чем современная большая белая акула. Морские гиганты могли съесть пищу размером с кита-косатку примерно за пять укусов и могли похвастаться внушительными клыками, которые могли вырасти до размера человеческой руки.
Они также принадлежали к группе акул под названием макрелевые акулы, к которой относятся современные молотоголовые акулы и печально известная большая белая. У макрелевых акул температура всего тела или отдельных его частей немного теплее, чем окружающая их вода, в отличие от большинства рыб, которые являются холоднокровными и поддерживают температуру своего тела на одном уровне с водой.
В новом исследовании группа специалистов проанализировала изотопы в зубной эмали окаменевших зубов мегалодона и пришла к выводу, что древняя акула могла поддерживать температуру тела, которая была примерно на 13 градусов по Фаренгейту теплее, чем вода, в которой она обитала. Эта разница температур достаточно велика, чтобы отнести мегалодона к эндотермическим, или теплокровным, акулам.
Для проверки "гипотезы эндотермии мегалодона" они использовали новую геохимическую методику с применением термометрии сгущенных изотопов и термометрии изотопов фосфатного кислорода.
Исследования с использованием этих методов показали, что они особенно полезны для вывода термофизиологии ископаемых позвоночных с "неизвестным" метаболическим происхождением путем сравнения температуры их тела с температурой тела сопоставляемых ископаемых с "известным" метаболизмом", - сказал в своем заявлении соавтор и геохимик Университета Уильяма Паттерсона Майкл Гриффитс.
Хотя мегалодон имеет богатую ископаемую летопись, его биология менее изучена, так как полного скелета вымершего зверя в ископаемом состоянии не известно. Использование методов геохимии на многочисленных остатках зубов может помочь палеонтологам заглянуть в прошлое.
Минерал под названием апатит является основным компонентом зубов. Он содержит атомы углерода и кислорода, которые находятся в "легкой" или "тяжелой" форме, известной как изотопы. Количество легких и тяжелых изотопов, входящих в состав апатита, может меняться в зависимости от многочисленных факторов окружающей среды. Изотопы, входящие в состав ископаемых зубов, могут дать представление о том, где жили животные, чем питались, а для морских позвоночных, таких как мегалодон, - некоторые подсказки о химическом составе морской воды, в которой они жили, и температуре их тела.
Верхний зуб мегалодона (справа) меньше зуба белой акулы. CREDIT: Harry Maisch/Florida Gulf Coast University."Изотопы, сохранившиеся в минералах, из которых состоят зубы, можно рассматривать как своего рода термометр, показания которого могут сохраняться в течение миллионов лет", - сказал в своем заявлении соавтор исследования, докторант Калифорнийского университета Рэнди Флорес. "Поскольку зубы формируются в тканях животного, когда оно живо, мы можем измерить изотопный состав ископаемых зубов, чтобы оценить температуру, при которой они сформировались, а это говорит нам о приблизительной температуре тела животного при жизни".
Более теплое тело мегалодона позволяло ему двигаться быстрее и не только переносить более холодную воду, но и распространяться по всему Мировому океану. Однако это эволюционное преимущество могло послужить причиной его гибели. Мегалодон жил в эпоху плиоцена (5,33-2,58 млн лет назад), которая была известна масштабными экологическими изменениями в связи с похолоданием и изменением уровня моря.
Для поддержания и сохранения энергетического уровня, который позволял мегалодону сохранять более высокую температуру тела, требовалось довольно много пищи. По мере изменения экосистемы пища могла стать более дефицитной, особенно если учесть конкуренцию с новыми обитателями морской среды, такими как наш друг - большой белый.
Команда надеется применить аналогичный подход к изучению других вымерших видов. "Установив наличие эндотермии у мегалодона, - сказал в своем заявлении соавтор работы, геолог из Калифорнийского университета Арадна Трипати, - возникает вопрос, насколько часто она встречается у высших морских хищников на протяжении геологической истории".