Megatooth Sharks: la termofisiologia spiega sia la sua evoluzione che l'estinzione

Gli squali megadenti giganti, ormai estinti, un tempo si trovavano al vertice della catena alimentare marina. La loro evoluzione fino a raggiungere dimensioni gigantesche e la loro estinzione non sono ancora del tutto comprese. Un recente studio ha analizzato gli isotopi dei denti fossili e ha scoperto che questi squali svilupparono la termoregolazione endotermica e raggiunsero dimensioni gigantesche, ma gli elevati costi metabolici e le richieste bioenergetiche non poterono essere sostenuti a lungo a causa della riduzione degli habitat produttivi dovuta ai cambiamenti climatici e all'innalzamento del livello del mare. Di conseguenza, si estinsero 3.6 milioni di anni fa. Questo studio evidenzia anche come, proprio come gli squali megadenti estinti, anche le specie di squali moderne non siano immuni agli effetti dei cambiamenti climatici, da qui la necessità di tutelarle.

Gli squali megadenti, ovvero squali dai "grandi denti", erano squali giganteschi di dimensioni enormi che si sono evoluti nell'era cenozoica, raggiungendo una lunghezza corporea di circa 15 metri e estinguendosi circa 3.6 milioni di anni fa (Ma) durante l' epoca del Pliocene.

Questi squali giganti erano dotati di denti affilati delle dimensioni di una banana ed erano uno dei più grandi in termini di dimensioni corporee (accanto solo alla balenottera azzurra). Sono considerati uno dei predatori marini più potenti che siano mai vissuti che predavano balene, delfini, foche e altri squali più piccoli.  

Nel corso della loro evoluzione , questi squali hanno subito drastici cambiamenti nella dentatura, tra cui corone più larghe e bordi taglienti seghettati, che hanno permesso loro di passare da una dieta a base di pesce a una dieta più energetica a base di mammiferi marini. Ciò ha contribuito a un'alimentazione molto più ricca , che è stata una delle ragioni alla base della loro evoluzione fino a raggiungere dimensioni corporee gigantesche ¹.

Gli squali megadenti si trovavano al vertice della rete alimentare e rappresentavano il predatore supremo ^. Avevano un livello trofico più elevato rispetto a qualsiasi altra specie marina. (Il livello trofico indica la posizione di un organismo nella catena alimentare e varia da un valore di 1 per i produttori primari a 5 per i mammiferi marini e gli esseri umani).

In che modo questi squali si sono evoluti fino a dimensioni corporee gigantesche e perché si sono estinti circa 3.6 milioni di anni fa?  

Gli squali sono pesci cartilaginei e sono animali marini a sangue freddo (ectotermi). Tali animali non hanno la capacità di elevare metabolicamente la temperatura corporea e trattenere il calore.  

Gli squali megadenti hanno forse subito cambiamenti termofisiologici nel corso della loro evoluzione per acquisire proprietà endotermiche? Questa ipotesi è rilevante perché, a differenza degli animali marini a sangue freddo (ectotermi), quelli a sangue caldo (endotermi) possono raggiungere velocità di crociera più elevate e percorrere distanze maggiori per catturare le prede rispetto alle loro controparti ectotermiche. L'acquisizione di proprietà endotermiche (insieme a una dentatura trasformata) potrebbe spiegare perché questi squali si siano evoluti fino a raggiungere dimensioni così gigantesche.

In un recente studio pubblicato su PNAS il 26 ^giugno 2023, i ricercatori hanno analizzato la termofisiologia degli squali megadenti per spiegarne l' evoluzione e l'estinzione. Hanno studiato le prove geochimiche della termoregolazione ricavate dalla paleotermometria degli isotopi raggruppati e dagli isotopi di ossigeno del fosfato ottenuti da campioni di denti fossili, scoprendo che le temperature corporee dedotte dagli isotopi delle specie di Otodus erano in media di circa 7 °C superiori alle temperature dell'acqua di mare circostante e a quelle di altre specie di squali coesistenti. Una temperatura corporea complessivamente più elevata indica che gli squali megadenti si erano evoluti per essere endotermici, suggerendo che l'endotermia fosse un fattore chiave per il loro gigantismo³ ^. Tuttavia, questa capacità di termoregolazione si è rivelata costosa per gli squali megadenti nel corso del tempo.

Gli squali megadenti erano predatori all'apice della catena alimentare marina² ^. La loro dieta al vertice della catena alimentare, le dimensioni corporee gigantesche e la fisiologia endotermica comportavano elevati costi metabolici e un grande fabbisogno bioenergetico. L'equilibrio energetico venne alterato quando gli habitat produttivi diminuirono e il livello del mare cambiò. Ciò modificò il panorama delle prede, che di conseguenza divennero scarse. La conseguente carenza di cibo esercitò una pressione selettiva negativa sugli squali megadenti giganti, culminando nella loro estinzione 3.6 milioni di anni fa. L'endotermia, fattore chiave nell'evoluzione degli squali megadenti, contribuì alla loro estinzione anche in seguito ai cambiamenti climatici.

Come gli estinti squali megatooth, le moderne specie di squali non sono immuni agli effetti del cambiamento climatico, quindi la necessità della loro conservazione. 

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Riferimenti:  

1. Ballell, A., Ferrón, HG Approfondimenti biomeccanici sulla dentatura degli squali megatooth (Lamniformes: Otodontidae). Sci Rep 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z  

2. Cast E.R et al 2022. Gli squali megatooth cenozoici occupavano posizioni trofiche estremamente elevate. I progressi della scienza. 22 giugno 2022. Vol 8, Numero 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529  

3. Griffiths ML, et al 2023. Fisiologia endotermica degli squali megatooth estinti. PNAS. 26 giugno 2023. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120  

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