כרישי מגה-שיניים: התרמופיזיולוגיה מסבירה הן את האבולוציה והן את ההכחדה שלה

כרישי מגה-שיניים ענקיים שנכחדו היו פעם בראש מארג המזון הימי. שֶׁלָהֶם אבולוציה לגדלים ענקיים והכחדתם אינם מובנים היטב. מחקר שנערך לאחרונה ניתח איזוטופים משיני המאובנים ומצא שכרישים אלה פיתחו ויסות חום אנדותרמי והתפתחו לגדלים עצומים, אך העלויות המטבוליות הגבוהות והדרישות הביו-אנרגטיות לא יכלו להישמר זמן רב יותר בעקבות הצטמקות של בתי גידול יצרניים עקב שינויי אקלים ושינויים בגובה פני הים. כתוצאה מכך, הם נכחדו לפני 3.6 מיליון שנים. מחקר זה גם מעלה את העובדה שכמו כרישי מגה-שיניים שנכחדו, גם מיני הכרישים המודרניים אינם חסינים מפני השפעות שינויי האקלים ומכאן הצורך בשימורם.  

כרישי מגה-שיניים, כלומר כרישי "שן גדולה", היו כרישים ענקיים בעלי גודל ענק שהתפתחו בעידן הקנוזואיקון, רכשו גודל גוף של כ-15 מ' ונכחדו לפני כ-3.6 מיליון שנים (מיה) בתקופת הפליוקן. תקופה. 

כרישי הענק הללו ניחנו בשיניים חדות בגודל בננה והיו מהגדולים בגודל הגוף (לצד לוויתן כחול בלבד). הם נחשבים לאחד הטורפים הימיים החזקים ביותר שחיו אי פעם אשר טרפו לווייתנים, דולפינים, כלבי ים וכרישים קטנים אחרים.  

במהלך אבולוציה, these sharks had undergone drastic changes in dentition including widened crowns and serrated cutting edges which enabled them to shift from fish-based diet to more energetic marine mammals-based diet. This helped them achieve much richer תזונה which was one of reasons behind their אבולוציה למידות גוף ענקיות¹.

כרישי מגה-שיניים היו בראש מארג המזון והטורף האולטימטיבי². הייתה להם רמה טרופית גבוהה יותר עבור כל מין ימי. (רמה טרופית היא מיקומו של אורגניזם בשרשרת המזון, היא נעה בין ערך של 1 ליצרנים ראשוניים ל-5 ליונקים ימיים ובני אדם).    

כיצד הכרישים הללו התפתחו לגדלי גוף ענקיים ומדוע הם נכחדו לפני כ-3.6 מיליון שנים?  

כרישים הם דגים סחוסים והם בעלי חיים ימיים בעלי דם קר (אקטותרמי). לבעלי חיים כאלה אין יכולת להעלות מטבולית את טמפרטורת הגוף ולשמור על חום.  

האם כרישי מגה-שיניים עברו שינויים תרמו-פיזיולוגיים במהלך זה אבולוציה לרכוש תכונות אנדותרמיות? השערה זו רלוונטית מכיוון שבניגוד לבעלי דם קר (אקטותרמי), לבעלי חיים ימיים בעלי דם חם (אנדותרמי) יכולות להיות מהירויות שיוט גבוהות יותר ויכולות לעבור מרחקים ארוכים יותר כדי לתפוס טרפים מאשר עמיתים אקטרמיים. רכישת תכונות אנדותרמיות (יחד עם שיניים שעברו שינוי) יכולה להסביר מדוע הכרישים הללו התפתחו לגדלים כה ענקיים.  

במחקר שפורסם לאחרונה ב-PNAS ב-26^th ביוני 2023, חוקרים חקרו תרמו-פיזיולוגיה של כרישי מגה-שיניים כדי להסביר את זה אבולוציה והכחדה. הם חקרו עדויות גיאוכימיות לויסות חום מפלאותרממטריה של איזוטופים מגושמים ואיזוטופים של חמצן פוספט שהתקבלו מדגימות שיניים מאובנות ומצאו שטמפרטורות גוף של מיני אוטודוס, המבוססות על איזוטופ, גבוהות בממוצע בכ-7 מעלות צלזיוס מטמפרטורות של מי ים בסביבה ושל מיני כרישים אחרים. טמפרטורת גוף חמה יותר פירושה שכרישי מגה-שיניים התפתחו להיות אנדותרמיים, מה שמרמז כי אנדותרמיה הייתה המניע העיקרי לענקיות שלהם³. אבל יכולת ויסות חום זו התגלתה יקרה עבור כרישי מגה שיניים בבוא העת.  

כרישי מגה-שיניים היו טורף קודקוד בראש מארג המזון הימי². הדיאטה הטרופית הגבוהה ביותר שלהם, גדלי הגוף העצומים והפיזיולוגיה האנדותרמית שלהם הביאו לעלויות מטבוליות גבוהות ודרישות ביו-אנרגטיות גבוהות. מאזן האנרגיה הופר כאשר בתי הגידול היצרניים הצטמצמו וגובה פני הים השתנה. נוף הטרף הזה שינה, והטרף הופך נדיר. המחסור במזון כתוצאה מכך הפעיל לחץ בחירה שלילי כנגד כרישי מגה-שיניים ענקיים שהגיע לשיאו בהכחדתם 3.6 Mya. אנדותרמיה, הנהג המרכזי ב- אבולוציה של כרישי מגה-שיניים תרמו גם הם להכחדתם בעקבות שינויים באקלים.  

כמו כרישי המגה-שיניים שנכחדו, מיני הכרישים המודרניים אינם חסינים מפני השפעות שינויי האקלים ומכאן הצורך בשימורם. 

***

הפניות:  

1. Ballell, A., Ferrón, HG תובנות ביו-מכאניות לגבי שיניים של כרישי מגה-שיניים (Lamniformes: Otodontidae). Sci Rep 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z  

2. קסט ER ואח' 2022. כרישי מגה-שיניים הקנוזואיים תפסו עמדות טרופיות גבוהות במיוחד. התקדמות המדע. 22 ביוני 2022. כרך 8, גיליון 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529  

3. גריפיתס ML, ואח' 2023. פיזיולוגיה אנדותרמית של כרישי מגה שיניים שנכחדו. PNAS. 26 ביוני 2023. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120  

***