今日生きている最大のサメは、長さが最大20メートルに及ぶクジラサメです。 しかし、最近400万年前にさえ、その規模のサメには急速に動く捕食者メガロドンが含まれていた可能性が高いです。 巨大な顎 それに相当する巨大な歯。
不完全な化石データのために、私たちはメガロドンがどれほど大きかったかを完全に確信することはできません。 しかし、化石化された歯の新しい研究のおかげで、私たちはこれがこれらの親戚と何か他のものを共有していることをかなり確信しています。 完全に冷血な動物ではなく、明らかに周囲の海よりも高い体温を維持しました。
体温をとる
ほとんどのサメは、ほとんどの魚と同様に、体温が周囲の水の体温と一致する変温性です。 しかし、サバサメと呼ばれるグループの一部である少数の種は、筋肉が生成する熱の一部を維持するのに役立つ特別な血液循環パターンを持っています。 これにより、一部の身体部位を周囲温度より高い温度に保つことができる。 サケサメと呼ばれる種は、自分が占める北極海域よりも20°C暖かい体温を維持できます。
メガロドンはサバサメでもあり、一部の科学者たちはこのサメも生息するさまざまな環境で成長速度を維持するために少なくとも部分的に吸熱を行ったに違いないと提案しています。 しかし、私たちが述べたように、私たちが持っているメガロドンの有害性は動物がどれほど大きかったかを知るのに十分ではなく、サメの吸熱に必要な特別な循環構造を持っているかどうかははるかに少ないです。
それで、研究チームは私たちが実際に持っているもの、つまり歯を使って体温を調節する兆候があるかどうかを直接テストすることにしました。
この操作は同位体凝集として知られる現象に依存する。 環境が十分に暖かい場合、熱が物質内で同位体を完全に混合するのに十分に暖かいので、原子同位体間の小さな重量差は重要ではありません。 しかし、温度が下がると、より重い同位体が一緒に集まり、物質内で塊を形成する傾向があります。 我々は、材料内の同位体分布を高解像度で追跡できる装置を備えており、塊を直接測定することができます。 これは、材料が形成される温度の推定値を生成するために使用されてもよい。
（科学者たちはこの技術を使用して気候変動を追跡するために古代の温度を推定しました。）
新しい作業は、少なくとも3種類の化石を含む化石層に依存していました。 一つは明らかにメガロドンの歯でした。 しかし、サメから得られた推定値に対してある程度の外部参照を提供するために他のものが必要であった。 これには、環境温度のベースラインを提供することが知られている冷血魚の骨が含まれます。 彼らはまた、既知の温血制御のためにクジラの耳骨サンプルを得た。 決定的に、彼らは大西洋と太平洋に広く分布している地域でこれらのサンプルを得て、その違いは単に地域の環境条件の問題ではないことを確認しました。
暑くて早く動く
外温泉サンプルは、カリフォルニア州の低い17°Cから地中海の高い23°Cまでの海水温で予想できる地域の変化の一種を示した。 対照的に、メガロドンサンプルは、冷血サンプルと比較して平均温度差が約7℃で、継続的に暖かかった。
これはクジラのサンプルほど暖かくありません。 しかし、研究者が指摘したように、クジラサンプルは環境からかなり除去された内耳から採取され、動物の内部温度を反映する可能性が高いです。 これとは対照的に、サメの歯は比較的環境にさらされており、一般的な体温と外の世界温度の中間になる可能性があります。 サバサメの体温も体の部分に依存する傾向があります。
それでは、なぜメガロドンで高い体温が選択されたのでしょうか？ 2つの考えられる理由があります。 1つは、上記のように、非熱帯環境でメガロドンほど大きいものが成長するのに必要な成長速度を維持するために温度が不可欠であった可能性があることです。 2番目は速度です。 効果的な捕食者になるのに十分速く水を介して動物に力を与えるためには、暖かい筋肉が必要な場合があります。 例えば、チョウザメは最も速いサメであり、部分的に吸熱性です。
メガロドンの大きな小柄さは、表面積に対する体積の割合を増加させ、熱を生成する筋肉の量に比べて熱を失う表面が少ないことを意味するので、熱保持を多少容易にすることができる。
しかし、新しい論文の著者は、メガロドンが気候変動に対して脆弱な状態になった可能性があると提案しています。 吸熱維持に関連する高い代謝の要求は、メガロドンを生態系の変化に敏感にすることができます。 そして絶滅の直前に、地球は一般的に冷たくなり、海面が低くなり、海岸の生態系が破壊された可能性があります。 そしてメガロドンは当初海岸の養樹園に頼っていたようです。
PNAS, 2023. DOI: 10.1073/pnas.2218153120 （DOI情報）。
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