Un tueur, oui, mais l’analyse des minéraux dentaires révèle comment le prédateur à sang chaud a maintenu sa température corporelle

Eh bien, un tueur, oui. Mais une nouvelle analyse menée par des scientifiques de l’environnement de l’UCLA, de l’UC Merced et de l’Université William Paterson met en lumière la capacité de l’animal à sang chaud à réguler sa température corporelle – et pourrait aider à expliquer pourquoi il a disparu.

Après avoir analysé les isotopes de l’émail dentaire de l’ancien requin, qui s’est éteint il y a environ 3,6 millions d’années, les scientifiques ont conclu que le mégalodon pouvait maintenir une température corporelle d’environ 13 degrés Fahrenheit (environ 7 degrés Celsius) plus chaude que l’eau environnante.

Cette différence de température est supérieure à celles qui ont été déterminées pour d’autres requins qui vivaient à côté du mégalodon et est suffisamment grande pour classer les mégalodons comme à sang chaud.

Le journal, publié en Actes de l’Académie nationale des sciences, suggère que la quantité d’énergie utilisée par le mégalodon pour rester au chaud a contribué à son extinction. Et cela a des implications pour la compréhension des changements environnementaux actuels et futurs.

“L’étude des facteurs déterminants de l’extinction d’un requin prédateur très réussi comme le mégalodon peut donner un aperçu de la vulnérabilité des grands prédateurs marins dans les écosystèmes océaniques modernes subissant les effets du changement climatique en cours”, a déclaré le chercheur principal Robert Eagle, professeur adjoint à l’UCLA. sciences atmosphériques et océaniques et membre de l’Institut de l’environnement et de la durabilité de l’UCLA.

Les mégalodons, qui auraient atteint des longueurs allant jusqu’à 50 pieds, appartenaient à un groupe de requins appelés requins maquereaux – les membres de ce groupe comprennent aujourd’hui le grand requin blanc et le requin renard. Alors que la plupart des poissons ont le sang froid, avec des températures corporelles identiques à celles de l’eau environnante, les requins maquereaux maintiennent la température de tout ou partie de leur corps un peu plus chaude que l’eau qui les entoure, qualités appelées respectivement mésothermie et endothermie régionale.

Les requins stockent la chaleur générée par leurs muscles, ce qui les rend différents des animaux à sang entièrement chaud ou endothermiques comme les mammifères. Chez les mammifères, une région du cerveau appelée hypothalamus régule la température corporelle.

Diverses sources de preuves ont laissé entendre que le mégalodon aurait pu être mésothermique. Mais sans données sur les tissus mous qui régissent la température corporelle des requins modernes, il a été difficile de déterminer si ou dans quelle mesure le mégalodon était endothermique.

Dans la nouvelle étude, les scientifiques ont cherché des réponses dans les restes fossiles les plus abondants du mégalodon : ses dents. Un composant principal des dents est un minéral appelé apatite, qui contient des atomes de carbone et d’oxygène. Comme tous les atomes, le carbone et l’oxygène peuvent se présenter sous des formes «légères» ou «lourdes» appelées isotopes, et la quantité d’isotopes légers ou lourds qui composent l’apatite lors de sa formation peut dépendre d’une gamme de facteurs environnementaux. Ainsi, la composition isotopique des dents fossiles peut révéler des informations sur l’endroit où vivait un animal et les types d’aliments qu’il mangeait, et – pour les vertébrés marins – des informations telles que la chimie de l’eau de mer où vivait l’animal et la température corporelle de l’animal.

“Vous pouvez considérer les isotopes conservés dans les minéraux qui composent les dents comme une sorte de thermomètre, mais dont la lecture peut être conservée pendant des millions d’années”, a déclaré Randy Flores, doctorant à l’UCLA et membre du Center for Diverse Leadership. en sciences, qui a travaillé sur l’étude. “Parce que les dents se forment dans les tissus d’un animal lorsqu’il est vivant, nous pouvons mesurer la composition isotopique des dents fossiles afin d’estimer la température à laquelle elles se sont formées et cela nous indique la température corporelle approximative de l’animal dans la vie.”

Parce que la plupart des requins anciens et modernes sont incapables de maintenir des températures corporelles nettement supérieures à la température de l’eau de mer environnante, les isotopes de leurs dents reflètent des températures qui s’écartent peu de la température de l’océan. Chez les animaux à sang chaud, cependant, les isotopes de leurs dents enregistrent l’effet de la chaleur corporelle produite par l’animal, c’est pourquoi les dents indiquent des températures plus chaudes que l’eau de mer environnante.

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que toute différence entre les valeurs isotopiques du mégalodon et celles d’autres requins qui vivaient en même temps indiquerait dans quelle mesure le mégalodon pourrait réchauffer son propre corps.

Les chercheurs ont collecté des dents de mégalodon et d’autres requins contemporains de cinq endroits à travers le monde et les ont analysés à l’aide de spectromètres de masse à UCLA et UC Merced. En utilisant une modélisation statistique pour estimer les températures de l’eau de mer sur chaque site où les dents ont été collectées, les scientifiques ont découvert que les dents des mégalodons produisaient systématiquement des températures moyennes qui indiquaient qu’elles avaient une capacité impressionnante à réguler la température corporelle.

Son corps plus chaud a permis au mégalodon de se déplacer plus rapidement, de tolérer une eau plus froide et de se répandre dans le monde entier. Mais c’est cet avantage évolutif qui aurait pu contribuer à sa chute, ont écrit les chercheurs.

Le mégalodon a vécu pendant l’époque pliocène, qui a commencé il y a 5,33 millions d’années et s’est terminée il y a 2,58 millions d’années, et le refroidissement global au cours de cette période a provoqué des changements au niveau de la mer et écologiques auxquels le mégalodon n’a pas survécu.

“Le maintien d’un niveau d’énergie qui permettrait la température corporelle élevée du mégalodon nécessiterait un appétit vorace qui n’aurait peut-être pas été durable à une époque où l’équilibre des écosystèmes marins changeait, alors qu’il aurait même dû rivaliser avec de nouveaux arrivants tels que le grand requin blanc”, dit Florès.

La co-responsable du projet, Aradhna Tripati, professeure de sciences de la Terre, des planètes et de l’espace à l’UCLA et membre de l’Institut de l’environnement et de la durabilité, a déclaré que les scientifiques prévoyaient désormais d’appliquer la même approche à l’étude d’autres espèces.

“Après avoir établi l’endothermie chez le mégalodon, la question se pose de savoir à quelle fréquence on le trouve chez les prédateurs marins au sommet tout au long de l’histoire géologique”, a-t-elle déclaré.