07/02/2022
上午 04:32 更新
如果說地球表面有動物可以吹噓自己是“古老的”，那就是鯊魚。 事實上，它們已經在我們星球的海洋中巡邏了 400 億多年，早在第一批恐龍出現之前，它們就已經生活在那裡。 它們在各種大規模滅絕中倖存下來，今天仍在我們的池塘中繁衍生息。 你必須權衡一下，有許多不同的物種，鯊魚，本質上，在這段時間裡幾乎沒有變化。 如果我們遇到一個標本，比方說 300 億年前的標本，我們將毫無問題地識別它，因為目前的鯊魚仍然保留了大部分原始特徵。 絕大多數其他生物都說不出來的東西。
但在所有曾經存在過的鯊魚中，毫無疑問，有一種會強烈地引起我們的注意。 它是巨齒鯊，是科學界已知的最大的魚類，也是地球上曾經存在過的最大的捕食者。
直到大約三百萬年前才出現在我們的海洋中，它的確切大小仍然存在爭議，儘管有充分的理由認為巨齒鯊的長度可能在 15 到 18 米之間，是目前大白鯊的三倍多. 它的下巴張開得如此之大，以至於一個人可以很容易地從它張開的大嘴里站起來。
在營養掛鎖的頂部
現在，來自普林斯頓大學的一組古生物學家的手，關於這位真正的海洋之王的新信息到來了。 巨齒鯊是無與倫比的，它想吃什麼就吃什麼，包括其他海洋捕食者和其他巨齒鯊。 這項發表在《科學進展》上的研究結果表明，這條古老的鯊魚是一種不同於地球歷史上任何其他鯊魚的捕食者。
“我們習慣於將最大的物種（藍鯨、鯨鯊、大象和梁龍）視為過濾器或食草動物，而不是捕食者——來自劍橋大學的地球科學家 Emma Kast 和該文章的第一作者說。 但巨齒鯊和其他巨齒鯊確實是巨大的食肉動物，它們會來捕食其他捕食者，而“梅格”僅在幾百萬年前就滅絕了。”
“如果巨齒鯊存在於現代海洋中——普林斯頓大學地質和地球物理科學教授、該研究的主要作者丹尼·西格曼證實——它將徹底改變人類與海洋環境的相互作用。”
卡斯特和西格曼發現了一些確鑿的證據，表明巨齒鯊及其祖先都佔據了史前食物鏈的頂端（或營養級）。 事實上，它的“營養特徵”是如此之高，以至於研究人員確信巨齒鯊一定在一個非常複雜的食物網中吃掉了其他捕食者，以及捕食者的捕食者。 甚至有證據表明巨型齒鯊和其他史前海洋掠食者自相殘殺。
大洋鏈
“海洋中的食物鏈——卡斯特解釋說——往往比陸地動物（草鹿狼）的食物鏈更長，因為它始於非常小的生物體。 為了達到我們在這些巨型齒鯊中的營養級，我們不僅需要添加一個營養級，即海洋食物鏈頂端的單一捕食者。 在現代海洋食物網中，我們需要添加幾個。”
為了了解這一結論，研究人員使用了一種新技術來調節巨齒鯊化石細胞中的氮同位素。 一般規則是，有機體中的氮 15 越多，它在營養水平上的含量就越高。 但這是第一次測量這些史前牙齒中保存的微量氮。
“我們有一系列來自不同時期的鯊魚牙齒，”該研究的合著者 Zixuan C. Rao 說，“我們能夠追踪它們的營養水平與它們的大小相比。”
氮同位素法
史前食物網有時可能由骨骼化石上的咬痕介導，但對於已滅絕的鯊魚來說，這樣的證據很少。 然而，這種新穎的氮同位素方法有助於描繪一幅古老的魚類世界觀望其他魚類的畫面。 “我的研究團隊的目標是在遙遠的地質過去的生物中尋找化學上新鮮但受保護的有機物質，包括氮，”西格曼說。
紅色食物底部的生物，如植物和藻類，從空氣或水中吸收氮。 當其他物種吃掉它們時，掠食性物種會將氮吸收到自己的身體中。 雖然確實有些氮後來隨著糞便返回大海，但與較重的 N-14 相比，更多的較輕的氮同位素 N-15 被排出（有時在尿液中）。
因此，相對於 N-15，N-14 在體內積累在營養水平的一半。
但是，有一個問題。 如果在 15.000 歲以下的動物中調節氮水平相對容易，那麼在較老的物種中保存完好的白色雜草的喪失使得氮調節在這種情況下成為不可能的任務。 到現在。 幸運的是，研究人員已經意識到他們可以轉向另一種類型的餐廳：牙齒。
事實上，牙齒更容易保存，因為它們塗有堅硬的牙釉質，可以作為腐爛細菌的屏障。 鯊魚有很多牙齒，它們會不斷更換。
“牙齒 - Sigman 解釋說 - 被設計成具有化學和物理抵抗力，能夠在口腔的化學反應環境中生存，並分解可能含有堅硬部分的食物。 當您查看地質記錄時，最豐富的化石類型之一是鯊魚牙齒。 在牙齒內部，有少量有機物被用來構建牙釉質，現在被困在牙釉質中。”
西格曼和他的合作者已經完善了一種方法，可以測量數百萬年前滅絕的鯊魚牙齒上的一層薄薄的牙釉質中的少量氮，從而獲得其同位素比率。 因此，在牙齒鑽孔後，清潔化學品和微生物將牙釉質中的氮預先確定為一氧化二氮，從而可以讀取比率。 Sigman 花了十年時間完善這種費力的方法，但現在可以測量甚至微量的氮。
研究人員設法將這種技術用於沉積物中發現的微化石。 從那裡，他們繼續研究珊瑚化石、魚耳骨，最後是鯊魚牙齒。 “現在，”Sigmantant 說，“我們和我們的合作者正在將其應用於哺乳動物和恐龍的牙齒。”
“我們的工具 - 卡斯特說 - 具有破譯古代食物網的潛力； 我們現在需要的是樣品。 我很想找到一個博物館或其他檔案館，裡面有生態系統的快照，收集了來自某個時間和地點的不同類型的化石，從食物鏈最底部附近的有孔蟲到耳石（內耳的骨頭）不同種類的魚，甚至海洋哺乳動物的牙齒，還有鯊魚的牙齒。 我們可以進行同樣的氮同位素分析，拼湊出一個古老生態系統的整個故事。”
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