对牙齿矿物质的新分析证实巨齿鲨是温血动物

360万年前灭绝的巨齿鲨被认为已经长到了50英尺长。鸣谢:阿历克斯·博尔斯马/PNAS

（化石网）据洛杉矶加州大学：有史以来最大的海洋食肉动物不是冷血杀手。来自加州大学洛杉矶分校、加州大学默塞德分校和威廉·帕特森大学的环境科学家的一项新分析揭示了温血动物调节体温的能力，并可能有助于解释它灭绝的原因。

在分析了大约360万年前灭绝的古鲨鱼牙齿珐琅质中的同位素后，科学家们得出结论，巨齿鲨可以保持比周围海水高约13华氏度(约7摄氏度)的体温。

这一温差大于与巨齿鲨生活在一起的其他鲨鱼的温差，大到足以将巨齿鲨归类为温血动物。

这篇发表在《美国国家科学院院刊》上的论文表明，巨齿鲨用来保暖的能量导致了它的灭绝。它对理解当前和未来的环境变化有影响。

“研究像巨齿鲨这样非常成功的食肉鲨鱼灭绝背后的驱动因素，可以深入了解现代海洋生态系统中大型海洋捕食者在经历持续气候变化影响时的脆弱性，”首席研究员罗伯特·伊格尔说，他是加州大学洛杉矶分校大气和海洋科学助理教授，也是加州大学洛杉矶分校环境和可持续发展研究所的成员。

巨齿鲨被认为长达50英尺，属于一种叫做鲭鲨的鲨鱼群——今天该鲨鱼群的成员包括大白鲨和长尾鲨。虽然大多数鱼类是冷血动物，体温与周围的水相同，但鲭鲨保持身体全部或部分的温度比周围的水略高，这种特性分别被称为中温性和区域性吸热性。

鲨鱼储存肌肉产生的热量，这使它们不同于哺乳动物等完全温血或吸热的动物。在哺乳动物中，大脑中被称为下丘脑的区域调节体温。

各种证据暗示巨齿鲨可能是中温动物。但是没有来自驱动现代鲨鱼体温的软组织的数据，很难确定巨齿鲨是否吸热或吸热到什么程度。

巨齿鲨(右)的上牙使白鲨的牙齿相形见绌。鸣谢:哈里·迈希/佛罗里达海湾海岸大学

在这项新的研究中，科学家们在巨齿鲨最丰富的化石遗迹中寻找答案:它的牙齿。牙齿的主要成分是一种叫做磷灰石的矿物质，它含有碳和氧原子。像所有原子一样，碳和氧可以以称为同位素的“轻”或“重”形式存在，磷灰石形成时组成磷灰石的轻或重同位素的量取决于一系列环境因素。因此，化石牙齿的同位素组成可以揭示动物生活在哪里以及它吃的食物类型，对于海洋脊椎动物来说，还可以揭示动物生活的海水化学和动物体温等信息。

“你可以把保存在构成牙齿的矿物质中的同位素视为一种温度计，但它的读数可以保存数百万年，”加州大学洛杉矶分校的博士生、科学多元化领导中心的研究员兰迪·弗洛雷斯说，他参与了这项研究。“因为牙齿是在动物活着的时候在组织中形成的，我们可以测量化石牙齿的同位素组成，以估计它们形成时的温度，这就告诉我们动物活着时的大致体温。”

因为大多数古代和现代鲨鱼都无法保持明显高于周围海水温度的体温，所以它们牙齿中的同位素反映的温度与海洋温度相差无几。然而，在温血动物中，它们牙齿中的同位素记录了动物产生的体温效应，这就是为什么牙齿显示的温度比周围的海水要高。

研究人员假设，巨齿鲨和同时期其他鲨鱼的同位素值之间的任何差异都将表明巨齿鲨能够温暖自己身体的程度。

研究人员从世界五个地方收集了巨齿鲨和其他鲨鱼的牙齿，并用加州大学洛杉矶分校和加州大学默塞德分校的质谱仪进行了分析。使用统计模型来估计每个收集牙齿的地点的海水温度，科学家们发现巨齿鲨的牙齿始终产生平均温度，这表明它具有调节体温的惊人能力。

它温暖的身体使巨齿鲨能够移动得更快，忍受更冷的水，并扩展到世界各地。但研究人员写道，这种进化优势可能导致了它的衰落。

巨齿鲨生活在上新世时期，上新世开始于533万年前，结束于258万年前，那段时期的全球变冷导致了海平面和生态的变化，巨齿鲨没有存活下来。

弗洛雷斯说:“维持一个允许巨齿鲨体温升高的能量水平需要贪婪的食欲，这在海洋生态系统平衡不断变化的时代可能是不可持续的，因为它可能不得不与大白鲨等新来者竞争。”

项目共同负责人Aradhna Tripati是加州大学洛杉矶分校地球、行星和空间科学教授，也是环境和可持续发展研究所的成员，他说科学家们现在计划将同样的方法应用于研究其他物种。

“在巨齿鲨体内建立了吸热机制后，问题就来了，在整个地质历史中，在顶级海洋食肉动物体内发现吸热机制的频率有多高，”她说。