Диета ископаемых вымерших животных может содержать ключи к разгадке их образа жизни, поведения, эволюции и, в конечном счете, вымирания. Однако изучение диеты животных через миллионы лет затруднено из-за плохой сохранности химических показателей диеты в органическом материале в эти временные масштабы. Международная группа ученых во главе с Институтом эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге, Германия, применила новый метод для изучения рациона самой большой из когда-либо существовавших акул, культового мегалодона Otodus. Этот новый метод исследует изотопный состав цинка в высокоминерализованной части зубов и оказывается особенно полезным для расшифровки рациона этих вымерших животных.
Мегазубые акулы, такие как Otodus megalodon , более известные как мегалодон, жили между 23 и 3,6 миллионами лет назад в океанах по всему миру и, возможно, достигали 20 метров в длину. Для сравнения, самые большие белые акулы сегодня достигают в длину всего лишь шести метров. Обсуждалось множество факторов, объясняющих гигантизм и вымирание мегалодона, при этом его диета и диетическая конкуренция часто считаются ключевыми факторами.
В этом исследовании исследователи проанализировали соотношение стабильных изотопов цинка в зубах современных и ископаемых акул со всего мира, включая зубы мегалодона и современных и ископаемых больших белых акул. Этот новый метод позволяет ученым исследовать трофический уровень животного, который показывает, насколько высоко в пищевой цепи животное питается. Анализ стабильных изотопов цинка зубного эмалилоида, высокоминерализованной части зубов, сравним с гораздо более известным анализом изотопов азота зубного коллагена, органической ткани в зубном дентине, который используется для оценки степени потребления животного вещества. Однако «в исследуемых нами временных масштабах коллаген не сохраняется, и поэтому традиционный анализ изотопов азота невозможен», — объясняет ведущий автор Джереми МакКормак. научный сотрудник Института эволюционной антропологии Макса Планка и Франкфуртского университета им. Гёте. «Здесь мы впервые демонстрируем, что сигнатуры изотопа цинка, связанные с питанием, сохраняются в высокоминерализованной эмалевой коронке зубов ископаемой акулы», — добавляет Томас Тюткен, профессор Института геонаук Университета Иоганна Гутенберга.
Сравнение сигналов изотопов цинка у ископаемых и современных акул
Используя этот новый метод, команда сравнила изотоп цинка в зубах нескольких вымерших видов раннего миоцена (от 20,4 до 16,0 миллионов лет назад) и раннего плиоцена (от 5,3 до 3,6 миллиона лет назад) с таковыми у современных акул. «Мы заметили когерентность сигналов изотопов цинка в ископаемых и современных таксонах-аналогах, что повышает нашу уверенность в методе и предполагает, что могут быть минимальные различия в значениях изотопа цинка в основании морских пищевых сетей, что является смешанным фактором для исследований изотопов азота. », — объясняет Сора Ким, профессор Калифорнийского университета в Мерседе.
Впоследствии исследователи проанализировали соотношение изотопов цинка в зубах мегалодона раннего плиоцена и у более ранних мегазубых акул, Otodus chubutensis , из раннего миоцена, а также современных и современных больших белых акул, чтобы изучить влияние этих знаковых видов на экосистемы прошлого. и друг друга. «Наши результаты показывают, что и мегалодон, и его предок действительно были высшими хищниками, кормившимися высоко в своих пищевых цепочках», — говорит Майкл Гриффитс, профессор Университета Уильяма Патерсона. «Но что было действительно примечательно, так это то, что значения изотопов цинка в зубах акул раннего плиоцена из Северной Каролины предполагают в значительной степени перекрывающиеся трофические уровни ранних больших белых акул с гораздо более крупным мегалодоном».
Диетическое соревнование мегалодона с большими белыми акулами
«Эти результаты, вероятно, подразумевают, по крайней мере, некоторое совпадение в добыче, на которую охотятся оба вида акул», — отмечает Кеншу Шимада, профессор Университета ДеПола в Чикаго. «Хотя необходимы дополнительные исследования, наши результаты, по-видимому, подтверждают возможность диетической конкуренции мегалодона с большими белыми акулами раннего плиоцена».
Новые изотопные методы, такие как цинк, открывают уникальное окно в прошлое. «Наше исследование иллюстрирует возможность использования изотопов цинка для изучения диеты и трофической экологии вымерших животных на протяжении миллионов лет — метод, который также может быть применен к другим группам ископаемых животных, включая наших собственных предков», — заключает Маккормак.
