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

I giganteschi squali megatooth estinti erano una volta in cima alla rete alimentare marina. La loro evoluzione verso dimensioni gigantesche e la loro estinzione non sono ben comprese. Uno studio recente ha analizzato gli isotopi dei denti fossili e ha scoperto che questi squali hanno sviluppato la termoregolazione endotermica e si sono evoluti fino a raggiungere dimensioni gigantesche, ma gli alti costi metabolici e le richieste bioenergetiche non potevano essere sostenuti più a lungo a seguito del restringimento degli habitat produttivi dovuto ai cambiamenti climatici e ai cambiamenti del livello del mare. Di conseguenza, si estinsero 3.6 milioni di anni fa. Questo studio mette anche in evidenza il fatto che, come gli squali megatooth estinti, anche le specie di squali moderne non sono immuni agli effetti del cambiamento climatico, quindi la necessità della loro conservazione.  

Gli squali Megatooth, che significa squali "denti grossi", erano squali giganteschi sovradimensionati che si sono evoluti nell'era cenozoica, hanno acquisito una dimensione corporea di circa 15 metri e si sono estinti circa 3.6 milioni di anni fa (Mya) durante l'epoca del Pliocene. 

era geologica
Attribuzione: Capps, D., McLane, S. e Chang, L., pubblico dominio, tramite Wikimedia Commons

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.  

Dente di squalo megadenti
Attribuzione: Géry PARENT, CC BY-SA 4.0 , tramite Wikimedia Commons

Durante la sua evoluzione, questi squali avevano subito drastici cambiamenti nella dentatura tra cui corone allargate e taglienti seghettati che hanno permesso loro di passare dalla dieta a base di pesce a una dieta più energetica basata sui mammiferi marini. Ciò li ha aiutati a ottenere un'alimentazione molto più ricca, che è stata una delle ragioni alla base della loro evoluzione verso dimensioni corporee gigantesche1.

Gli squali Megatooth erano in cima alla rete alimentare e all'ultimo predatore2. Avevano un livello trofico più alto per qualsiasi specie marina. (Il livello trofico è la posizione di un organismo nella catena alimentare, va da un valore di 1 per i produttori primari a 5 per i mammiferi marini e l'uomo).    

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?  

Ectotermia  Sangue freddo, comprende tutti gli animali tranne uccelli e mammiferi. ad esempio, squali  
Mesotermia (o endotermia regionale) Animale con una strategia termoregolatrice intermedia rispetto agli ectotermi a sangue freddo e agli endotermi a sangue caldo. ad esempio, alcuni squali, tartarughe marine 
Endotermia  Animali a sangue caldo, mantengono una temperatura corporea costante indipendentemente dalla temperatura ambiente, inclusi uccelli e mammiferi. (L'endotermia include l'endotermia regionale o la mesotermia in senso lato) 

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 avevano 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 (ectotermici), a sangue caldo (endotermici) possono avere velocità di crociera più elevate e possono percorrere distanze maggiori per catturare prede rispetto alle controparti ectotermiche. L'acquisizione di proprietà endotermiche (insieme alla dentatura trasformata) potrebbe spiegare perché questi squali si sono evoluti fino a dimensioni così gigantesche.  

In un recente studio pubblicato su PNAS il 26th Giugno 2023, i ricercatori hanno studiato la termofisiologia degli squali megatooth per spiegarne l'evoluzione e l'estinzione. Hanno studiato le prove geochimiche per la termoregolazione dalla paleotermometria degli isotopi raggruppati e dagli isotopi di ossigeno fosfato ottenuti da campioni di denti fossili e hanno scoperto che le temperature corporee dedotte dagli isotopi delle specie Otodus erano in media di circa 7 ° C superiori alle temperature ambientali dell'acqua di mare e di altre specie di squali coesistenti. Una temperatura corporea complessivamente più calda significa che gli squali megatooth si erano evoluti per essere endotermici, suggerendo che l'endotermia era un fattore chiave per il loro gigantismo3. Ma a tempo debito questa capacità di termoregolazione si è rivelata costosa per gli squali megadenti.  

Gli squali Megatooth erano predatori all'apice nella parte superiore della rete alimentare marina2. La loro dieta di alto livello trofico, le dimensioni corporee gigantesche e la fisiologia endotermica significavano alti costi metabolici e elevate richieste bioenergetiche. Il bilancio energetico è stato disturbato quando gli habitat produttivi sono diminuiti e il livello del mare è cambiato. Questo paesaggio di prede alterato e le prede diventano scarse. La conseguente carenza di cibo ha esercitato una pressione selettiva negativa contro i giganteschi squali megadenti culminando nella loro estinzione 3.6 milioni di anni fa. Anche l'endotermia, il fattore chiave nell'evoluzione degli squali megatooth, ha contribuito alla loro estinzione a seguito dei 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  
  1. 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  
  1. 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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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Giornalista scientifico | Editore fondatore della rivista scientifica europea

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