大白鲨可能加速了巨齿鲨的灭绝

大白鲨是世界上游弋在海洋中的最大的掠食性鲨鱼，体长可达 20 英尺。但情况并非总是如此。数百万年前，巨齿鲨家族繁衍出了有史以来最大的食肉动物之一：大白鲨，据估计，其体长可达 50 至 60 英尺。

然而，巨大的巨齿鲨在大约 360 万年前突然从化石记录中消失——就在大白鲨出现后不久。科学家推测这两个物种可能争夺猎物，最终导致巨齿鲨灭绝。

5 月 31 日发表在《自然通讯》上的一项研究间接支持了这一想法。研究人员比较了现存鲨鱼和已灭绝鲨鱼牙齿的化学成分，得出结论，大白鲨和巨齿鲨在史前食物链中占据着相似的地位。

“巨齿鲨在很多方面都是个谜，”意大利比萨大学的古生物学家 Alberto Collareta 说道，他没有参与这项研究。Collareta 研究了小型须鲸和鳍足类动物（包括海豹及其亲属）化石骨骼上的咬痕，这些咬痕可能是巨齿鲨留下的。我们对巨齿鲨饮食的理解主要基于这些咬痕和鲨鱼的锯齿状牙齿，这些牙齿比它们的软骨骨骼更容易变成化石。

科拉雷塔表示，这篇新论文“非常有帮助，也很有见地，因为它提供了定量的地球化学数据来检验先前的假设”。

大约 400 万年前，大白鲨开始冒险越过太平洋，出现在世界各地的海域。南卡罗来纳州查尔斯顿学院的古生物学家罗伯特·博塞内克（Robert Boessenecker，未参与这项研究）和他的同事此前认为，这一事件可能加速了巨齿鲨的灭绝。

“当时我认为这有点盲目，并没有认真考虑如何验证这一假设，”博塞内克在一封电子邮件中写道。新研究“不仅尝试这样做，还找到了支持这一假设的证据！”

德国法兰克福歌德大学地球科学家、新论文合著者杰里米·麦考马克 (Jeremy McCormack) 表示，动物的饮食可以揭示很多有关其行为和在生态系统中的作用的信息。在每个生态系统中，动物都存在于一个称为营养级的层级中——无论它们是食草动物、顶级捕食者还是介于两者之间。研究人员通常通过观察动物体内不同版本或同位素的氮来确定动物的营养级。动物会从猎物中积累“较重”的氮同位素：这种同位素在捕食者的牙齿牙本质、骨胶原和角蛋白中更为普遍。然而，这些组织不易变成化石，所以这种技术只适用于现代和最近变成化石的动物。

相比之下，锌——植物、动物和其他生物的必需营养素——则沉积在牙齿最坚固的部分：牙釉质，或者就鲨鱼而言，是釉质体。牙齿化石化时，釉质体得以保存。此外，在食物链上层动物中，“较轻”锌的比例相对于“较重”锌同位素有所增加。麦考马克说，科学家们最近才开始使用这种技术，他的团队的研究是首次将其应用于鲨鱼。

研究人员检查了 20 种现存鲨鱼和其他鱼类的牙齿，包括虎鲨、牛鲨、鲭鲨、安康鱼和大比目鱼，以及 14 种鲨鱼化石。分析包括现存和化石大白鲨牙齿。

[相关：大白鲨不会捕食人类——它们只是有盲点]

当他们比较巨齿鲨和大白鲨牙齿化石中的锌含量时，他们发现轻锌同位素和重锌同位素的比例相似。这表明这些动物在食物链中处于相似的位置。它们可能以一些相同的海洋哺乳动物为目标。

麦考马克说：“我不敢说它们一定是那个海洋生态系统的顶级捕食者。”但这两种鲨鱼“肯定都处于食物链的顶端。”

虎鲨牙齿的锌同位素比与史前相同，表明其食物链在数百万年内没有发生太大变化。但现代大白鲨似乎比其前辈上升到了一个更高的水平。此外，食物链最高的鲨鱼不是巨齿鲨，而是其祖先丘布特氏耳鲨。

某些猎物动物（小型须鲸）的兴衰可能是这些营养变化的原因。

须鲸以磷虾等食物链底层的大量生物为食，而不是虎鲸等齿鲸喜欢的体型较大的鱼、海豹和其他动物。博埃塞内克说，在O. chubutensis时期，须鲸“非常稀有”。这意味着O. chubutensis可能以齿鲸为食。

[相关：科学家发现了一种拥有像电锯一样鼻子的鲨鱼新物种]

后来，须鲸（比它们现在的亲戚小得多）出现了，它们可能是巨齿鲨和早期大白鲨的猎物。这些鲸鱼大多在巨齿鲨灭绝时从化石记录中消失。它们的消失可能导致现代大白鲨在食物链中占据更高的地位。

科拉雷塔表示，将锌同位素分析范围扩大到巨齿鲨和大白鲨可能吃过的海洋哺乳动物，可能会进一步证明这些动物以相似的营养级为食。

“我们首次证明锌同位素确实能保存数百万年的饮食信号，”麦考马克说。“这种方法很有前景，但当然我们需要进一步研究，才能真正了解锌在生物体内以及不同营养级中的行为。”

其他古生物学家对古代锌的前景感到兴奋。“这是一个强大的新工具，可以进一步研究已灭绝的海洋脊椎动物的营养结构，”博塞内克说，“我热切期待类似的方法能用于研究化石海洋哺乳动物。”