Megalodonai valgė viską, ką norėjo, studijuoja laidas

Megalodonai valgė viską, ką norėjo, studijuoja laidas

Nauji Prinstono tyrimai rodo, kad priešistoriniai megadantiniai rykliai – didžiausi kada nors gyvenę rykliai – buvo aukščiausio lygio plėšrūnai, kurie kada nors buvo išmatuoti.

Megadantiniai rykliai savo vardą gavo iš savo masyvių dantų, kurių kiekvienas gali būti didesnis už žmogaus ranką. Į grupę įeina Megalodonas, didžiausias kada nors gyvenęs ryklys, taip pat kelios susijusios rūšys.

Nors vienokios ar kitokios rūšies rykliai egzistavo dar gerokai anksčiau nei dinozaurai – daugiau nei 400 milijonų metų – šie megadantiniai rykliai išsivystė po to, kai išnyko dinozaurai, ir valdė jūras, kol vos prieš 3 milijonus metų.

„Esame įpratę galvoti apie didžiausias rūšis – mėlynuosius banginius, banginių ryklius, net dramblius ir diplodokusus – kaip filtrų tiekėjus arba žolėdžius, o ne plėšrūnus“, – sakė 2019 m. mokslų daktarė Emma Kast. baigė geomokslus, kuris yra pirmasis naujo tyrimo autorius dabartiniame numeryje Mokslo pažanga. „Tačiau Megalodonas ir kiti megadantiniai rykliai buvo tikrai didžiuliai mėsėdžiai, valgantys kitus plėšrūnus, o Meg išnyko tik prieš kelis milijonus metų.

Jos patarėjas Danny Sigmanas, Prinstono Diusenberio geologijos ir geofizikos mokslų profesorius, pridūrė: „Jei Megalodonas egzistuotų šiuolaikiniame vandenyne, jis iš esmės pakeistų žmonių sąveiką su jūros aplinka“.

Prinstono tyrėjų komanda dabar atrado aiškių įrodymų, kad Megalodonas ir kai kurie jo protėviai buvo pačiame aukščiausiame priešistorinės maisto grandinės laiptelyje – tai, ką mokslininkai vadina aukščiausiu „trofiniu lygiu“. Iš tiesų, jų trofinis ženklas yra toks didelis, kad jie turėjo valgyti kitus plėšrūnus ir plėšrūnus sudėtingame maisto tinkle, teigia mokslininkai.

„Vandenyno maisto tinklai paprastai būna ilgesni nei sausumos gyvūnų žolės, elnio ir vilko mitybos grandinė, nes pradedama nuo tokių mažų organizmų“, – sakė Kembridžo universiteto darbuotojas Kastas, parašęs pirmąją šio tyrimo iteraciją. skyrių savo disertacijoje. „Kad pasiektume trofinius lygius, kuriuos matuojame šiuose megadantiniuose rykliuose, mums reikia ne tik pridėti vieną trofinį lygį – vieną viršūninį plėšrūną jūros mitybos grandinės viršuje – turime pridėti kelis į viršų šiuolaikinį jūrinį maistą. žiniatinklis“.

Konservatyviai apskaičiuota, kad megalodono ilgis yra 15 metrų – 50 pėdų, o šiuolaikiniai didieji baltieji rykliai paprastai pasiekia apie penkis metrus (15 pėdų).

Kad padarytų išvadas apie priešistorinį jūrų maisto tinklą, Kastas, Sigmanas ir jų kolegos naudojo naują metodą, kad išmatuotų azoto izotopus ryklių dantyse. Ekologai jau seniai žinojo, kad kuo daugiau azoto-15 turi organizmas, tuo aukštesnis jo trofinis lygis, tačiau mokslininkams niekada anksčiau nepavyko išmatuoti šių išnykusių plėšrūnų dantų emalio sluoksnyje išsaugoto nedidelio azoto kiekio.

„Turime daugybę skirtingų laikotarpių ryklių dantų ir galėjome atsekti jų trofinį lygį ir dydį“, – sakė Zixuanas (Crystal) Rao, Sigmano tyrimų grupės absolventas ir dabartinio dokumento bendraautoris. .

Vienas iš būdų, kaip pasiekti didesnį ar du trofinius lygius, yra kanibalizmas, o keletas įrodymų rodo, kad tai yra megadantiniai rykliai ir kiti priešistoriniai jūrų plėšrūnai.

Azoto laiko mašina

Be laiko mašinos nėra lengvo būdo atkurti išnykusių būtybių maisto tinklus; labai nedaug kaulų išliko su dantų žymėmis, kurios sako: „Mane sukramtė didžiulis ryklys“.

Laimei, Sigmanas ir jo komanda praleido dešimtmečius kurdami kitus metodus, pagrįstus žiniomis, kad azoto izotopų lygis būtybės ląstelėse atskleidžia, ar jis yra maisto grandinės viršuje, viduryje ar apačioje.

„Visa mano tyrimų grupės kryptis yra ieškoti chemiškai šviežių, bet fiziškai apsaugotų organinių medžiagų, įskaitant azotą, organizmuose iš tolimos geologinės praeities“, – sakė Sigmanas.

Keletas augalų, dumblių ir kitų rūšių maisto tinklo apačioje įvaldė gebėjimą paversti azotą iš oro ar vandens į azotą savo audiniuose. Organizmai, kurie juos valgo, įtraukia tą azotą į savo kūną ir, svarbiausia, jie išskiria (kartais su šlapimu) daugiau lengvesnio azoto izotopo N-14 nei jo sunkesnis pusbrolis N-15.

Kitaip tariant, N-15, palyginti su N-14, kaupiasi, kai kylate maisto grandine.

Kiti tyrėjai taikė šį metodą netolimos praeities – paskutiniųjų 10–15 tūkstančių metų – būtybėms, tačiau iki šiol senesniuose gyvūnuose nebuvo likę pakankamai azoto išmatuoti.

Kodėl? Minkštieji audiniai, tokie kaip raumenys ir oda, beveik niekada neišsaugomi. Kad reikalą apsunkintų, rykliai neturi kaulų – jų griaučiai sudaryti iš kremzlės.

Tačiau rykliai turi vieną auksinį bilietą į fosilijų rekordą: dantis. Dantys yra lengviau išsaugomi nei kaulai, nes jie yra padengti emaliu – kieta medžiaga, kuri praktiškai atspari daugumai skylančių bakterijų.

„Dantys sukurti taip, kad būtų chemiškai ir fiziškai atsparūs, kad galėtų išgyventi labai chemiškai reaktyvioje burnos aplinkoje ir suskaidyti maistą, kuriame gali būti kietų dalių“, – aiškino Sigmanas. Be to, rykliai neapsiriboja maždaug 30 perlinių baltųjų, kuriuos turi žmonės. Jie nuolat auga ir netenka dantų – šiuolaikiniai smėlio rykliai vidutiniškai netenka danties kiekvieną savo dešimtmečių gyvenimo dieną – tai reiškia, kad kiekvienas ryklys per savo gyvenimą išaugina tūkstančius dantų.

„Kai pažvelgsite į geologinius įrašus, vienas iš labiausiai paplitusių fosilijų tipų yra ryklio dantys“, – sakė Sigmanas. „Ir dantyse yra nedidelis kiekis organinės medžiagos, kuri buvo panaudota dantų emaliui sukurti – ir dabar yra įstrigusi tame emale“.

Kadangi ryklio dantų yra labai daug ir jie taip gerai išsaugomi, azoto ženklai emalyje leidžia įvertinti būklę maisto tinkle, nesvarbu, ar dantis iškrito iš ryklio burnos prieš milijonus metų, ar vakar.

Net ir didžiausias dantis turi tik ploną emalio apvalkalą, kuriame azoto komponentas yra tik mažytis pėdsakas. Tačiau Sigmano komanda kuria vis tobulesnius šių azoto izotopų santykio išgavimo ir matavimo metodus, o šiek tiek padedant odontologo grąžtams, valymo cheminėms medžiagoms ir mikrobams, kurie galiausiai azotą iš emalio paverčia azoto oksidu, jie dabar. gali tiksliai išmatuoti N15-N14 santykį šiuose senoviniuose dantyse.

„Mes šiek tiek primename alaus daryklą“, – sakė jis. „Mes auginame mikrobus ir maitiname jiems savo mėginius. Jie gamina mums azoto oksidą, o tada mes analizuojame jų pagamintą azoto oksidą.

Analizei reikalinga pagal užsakymą pagaminta automatizuota azoto oksido paruošimo sistema, kuri išgauna, išvalo, koncentruoja ir tiekia dujas į specializuotą stabilaus izotopų santykio masės spektrometrą.

„Tai buvo kelis dešimtmečius trunkantis ieškojimas, kurio aš bandžiau sukurti pagrindinį metodą šiems azoto kiekiams išmatuoti“, – sakė Sigmanas. Iš mikrofosilijų nuosėdose jie perėjo prie kitų rūšių fosilijų, tokių kaip koralai, žuvų ausų kaulai ir ryklio dantys. „Toliau mes ir mūsų bendradarbiai taikome žinduolių ir dinozaurų dantims.

Gilus pasinerimas į literatūrą karantino metu

Pandemijos pradžioje, kol jos draugai gamino raugą ir gėrė „Netflix“, Kast naršė ekologinę literatūrą, ieškodama šiuolaikinių jūrų gyvūnų azoto izotopų matavimų.

„Vienas šauniausių dalykų, kurį padarė Emma, ​​buvo iš tikrųjų gilintis į literatūrą – visus duomenis, kurie buvo paskelbti per dešimtmečius – ir susieti tai su fosilijų įrašais“, – sakė Williamo Pattersono universiteto paleoklimatologas ir geochemikas Michaelas (Mickas) Griffithsas. bendraautorius popieriuje.

Kai Kast buvo karantine namuose, ji kruopščiai sukūrė rekordą su daugiau nei 20 000 jūrų žinduolių ir daugiau nei 5 000 ryklių. Ji nori viską žengti kur kas toliau. „Mūsų įrankis gali iššifruoti senovinius maisto tinklus; dabar mums reikia mėginių “, – sakė Kastas. „Norėčiau rasti muziejų ar kitą archyvą su momentine ekosistemos nuotrauka – įvairių rūšių fosilijų kolekciją iš vieno laiko ir vietos, nuo formų, esančių prie pat maisto tinklo pagrindo, iki otolitų – vidinės ausies kaulų. nuo įvairių žuvų iki jūrų žinduolių dantų ir ryklių dantų. Galėtume atlikti tą pačią azoto izotopų analizę ir sujungti visą senovės ekosistemos istoriją.

Be literatūros paieškos, jų duomenų bazėje yra jų pačių ryklių dantų pavyzdžiai. Bendraautorius Kenshu Shimada iš DePaulo universiteto bendradarbiavo su akvariumais ir muziejais, o bendraautoriai Martinas Beckeris iš Williamo Pattersono universiteto ir Harry Maischas iš Floridos Gulf Coast universiteto surinko megadantų egzempliorius jūros dugne.

„Tai tikrai pavojinga; Haris yra nardymo meistras, o norint juos gauti, tikrai reikia būti ekspertu “, – sakė Griffiths. „Paplūdimyje galite rasti mažų ryklio dantų, tačiau norint gauti geriausiai išsilaikiusius pavyzdžius, reikia nusileisti į vandenyno dugną. Marty ir Harry surinko dantis iš visų vietų.

Jis pridūrė: „Buvo tikrai bendrai stengiamasi gauti mėginius, kad būtų galima tai sujungti. Apskritai bendradarbiavimas su Prinstono ir kitais regioniniais universitetais yra tikrai įdomus, nes studentai yra nuostabūs, o su mano kolegomis ten buvo tikrai puiku dirbti.

Alliya Akhtar, 2021 m. mokslų daktarė. baigė Prinstoną, dabar yra Griffiths laboratorijos doktorantas.

„Darbas, kurį atlikau rengdamas savo disertaciją (žiūrėdamas į jūros vandens izotopinę sudėtį), sukėlė tiek daug klausimų, kiek ir atsakymų, ir aš buvau nepaprastai dėkingas, kad turėjau galimybę toliau dirbti su kai kuriais iš jų su bendradarbiu / mentoriumi, kurį gerbiu“, – sakė Akhtaras. rašė elektroniniame laiške. „Labiausiai džiaugiuosi dėl viso darbo, kuris dar turi būti atliktas, dėl visų paslapčių, kurias dar reikia išspręsti!

Nuoroda: Kast ER, Griffiths ML, Kim SL ir kt. Kainozojiniai megadantiniai rykliai užėmė itin aukštas trofines vietas. Sci Adv. 2022; 8 (25): eabl6529. doi: 10.1126 / sciadv.abl6529

Šis straipsnis buvo iš naujo paskelbtas iš toliau pateiktos medžiagos. Pastaba: medžiaga gali būti redaguota dėl ilgio ir turinio. Norėdami gauti daugiau informacijos, susisiekite su nurodytu šaltiniu.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.