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作为史上最强悍的海洋生物,巨齿鲨是怎么灭绝的?

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  鲨鱼被称为“地球上最强大的海洋生物”,它们主要以鲸为食,咬力是古今动物中最强的,能够轻易咬碎鲸鱼的脊椎,它们就是巨齿鲨。新生代大洋中大约生活了2800万到150万年的史前生物。

  (电影《巨齿鲨》海报)根据研究,巨齿鲨不仅出生时体长可达两米,还会在母鲨的子宫里吃掉自己的兄弟姐妹,真可谓“生生不息,相见恨晚”。

  大鲨鱼,它是谁?

  巨齿鲨(学名为Otodusmegalodon)是史前大洋中的一种巨鲨,比目前大洋中的白鲨还要大许多而且更加凶猛。

  他们的身体长度超过16米,体重超过40吨,体重大约相当于5头成年大象的重量。他们以巨大的牙齿而闻名(一颗牙齿长达18厘米),而且牙齿上还长着细密的锯齿,拥有这样的“捕食利器”,他们被认为是“地球上撕咬力的动物”,也是同时代海洋生态系统中的捕食者。

  大白鲨牙齿VS巨齿鲨牙齿(图片来源:Wikipedia)

  巨齿鲨属鼠鲨科,这种鲨科通常都有恒温结构,可以让它们在寒冷的水中保持体温,就像现生的大白鲨一样,巨齿鲨也可以在水温下降或升高时调节自己的体温。作为有史以来最强大的海洋捕食者,巨齿鲨在全球范围内流行。

  它的年龄是从牙齿到脊椎骨吗?

  以前关于巨齿鲨的知识(如:个体大小)主要来自于它牙齿的化石记录。由于巨齿鲨的牙齿非常坚硬,数量也很多,所以通常只有它们被石化并保存下来作为化石。巨鲨口部有5到6排牙齿,可以长出将近一千颗。正常情况下,第一排牙齿投入使用后,后排牙齿处于“预备”状态,更换牙齿非常迅速,一生中可更换成千上万颗牙齿。所以巨齿鲨的牙齿经常被发现并不奇怪。

  而且巨齿鲨的骨骼由软骨构成,并非硬骨,因此很难保存好化石。因此,一直以来,人们对其繁殖方式和个体生长模式,知之甚少。但巨齿鲨的脊椎骨,相对于其他骨骼来说,稍微坚硬一些,所以偶尔能保存下来作为化石。

  发现和研究罕见的椎骨化石,是揭示史前巨齿鲨秘密的重要手段之一。就像植物的树干有年轮一样,年轮可以用来计算植物的年龄。研究人员发现巨齿鲨的脊椎骨具有可用于推断其年龄的生长带。

  巨齿鲨脊椎椎骨的截面,显示生长带,比例尺10厘米。(Shimadaetal,2021)

  最近,芝加哥德保罗大学(DePaulUniversity)的Shimada博士和他的同事们开始对保存在比利时皇家自然科学研究所的巨齿鲨化石进行深入研究。一月十一日,这一研究结果发表在国际期刊《历史生物学》(HistoricalBiology)上。这个巨齿鲨化石的研究是在19世纪60年代,在1500万年前的沉积地层中被发现的。

  研究人员Shimada和其他科学家通过对脊椎骨生长带的识别,推测出:这只巨齿鲨死于46年前。更有甚者,可以推算出它出生时身体已经长了两米多!研究人员通过研究巨齿鲨化石中的脊椎骨,推测出巨齿鲨在不同生长阶段的体型大小,推测出它大约能活88-100年。

  巨齿鲨椎化石保存在比利时皇家自然科学研究所,展示了用X射线技术显示的年生长带。图为这种巨齿鲨在出生和死亡时的轮廓,并与正常成人人体尺寸进行了比较。(图片版权:DePaulUniversity/Shimada)

  前面已经提到了巨齿鲨在世界上的广泛分布,那么,中国有没有发现巨齿鲨化石?迄今为止,巨齿鲨牙齿化石仅在台湾地区有发现报道:早中新世早期(距今约5~6百万年),在高雄地层中多次发现巨齿鲨牙齿化石,大小可达10厘米以上。但在大陆其他地区,目前罕见的巨齿鲨化石的发现报告,可能与我国大陆此时海洋沉积层相对稀少有关。

  第三章巨齿鲨孕育方式:“卵食生活

  和现代海洋鼠鲨一样,巨齿鲨也是卵胎生。也就是在体内受精后,受精卵在子宫里孵化,长到一定大小,再生下“小宝贝”。大鲨鱼的养育方式是“卵食式养育”(oophagy),也就是母鲨鱼延长养育过程。首先成功孵化的受精卵将在巨齿鲨母亲的子宫里“称王”,之后的兄弟姐妹只能被它们杀死并吃掉,未孵化的胚胎也会被它们吃掉,这种现象也被称为“子宫里的同种相食”。与此同时,鲨母的卵巢也可能会产生未受精的卵,以供“小王”食用,等待一定时间后,体长约2米左右,鲨母卵巢会停止产生卵,来到养育后代的地方,将它生下来。

  巨齿鲨一出生就长达2米,它不但能成功捕食,而且还能部分自我防御。它也是“子宫内同类相食”的结果,因为只有很少的巨齿鲨幼仔能存活并发育,这使它们在出生时个体就已经很大,这使它们在竞争中获得了优势,成为了大鲨鱼。

  情景恢复图:巨齿鲨胎(巨齿鲨孕中只有一个胎儿)可以在母体子宫内生长到2米大。(图片来自《新科学家》杂志;ROMANUCHYTEL/SCIENCEPHOTOLIBRARY版权)

  四.鲨鱼也需要“育儿中心”?

  是的,新生的巨齿鲨宝宝不像成人那样在广海中游荡捕食,而是生活在一些特殊的浅水地区,也就是他们的育儿地。年轻的巨齿鲨能够在这些地区学会捕食,并且不会被其他大型捕食动物伤害。现在在许多地区的地层中,已经发现了巨齿鲨养育地球的化石证据,例如西班牙,巴拿马(当时被海水淹没)。养育地为保护幼崽的生存提供了保证,有利于幼崽的繁殖。养育地常见的牙齿都比较小,这表明幼年时属于幼年幼鲨。

  为什么它会灭绝呢?

  大鲨鲨捕食的鲸鱼至今仍在世界各地的海洋中翱翔。那巨齿鲨为什么要走向死亡呢?关于这一点,科学家众说纷纭。

  大约三百万年前,大地构造运动使巴拿马地区上升,使南美洲和北美洲相连,但它切断了太平洋和大西洋之间的联系,使深海洋流发生了重大变化,从而影响了地球气候。全球气候转冷,进入冰河期,冰川活动导致海平面下降,海水变冷,前海栖息地减少,巨齿鲨的生存环境遭到破坏。

  与此同时,海流的变化,上升洋流的减少,使鲸鱼数量大大减少,而巨齿鲨作为捕食者,很难得到足够的食物,更容易灭绝。有些存活的鲸鱼开始在丰富的极地海域中生活。极冷(近冰点)的极地海水对于巨齿鲨来说是“生命禁区”,但是在温暖的海洋里却相对缺少猎物,这使它们的生命无法延续,只能走向消亡。

  另外,鲸类在进化过程中,也产生了各种各样的大型食肉动物,它们与巨齿鲨形成了一种对抗。特别是智力出众,善于团队合作的虎鲸,两百多万年前出现,可能给巨齿鲨带来了巨大的生存压力。

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