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Megatooth Sharks: la termofisiología explica tanto su evolución como su extinción

Los tiburones megadentados gigantes extintos estuvieron una vez en la parte superior de la red alimentaria marina. Su evolución a tamaños gigantescos y su extinción no se conocen bien. Un estudio reciente analizó los isótopos de los dientes fósiles y encontró que estos tiburones desarrollaron termorregulación endotérmica y evolucionaron a tamaños gigantescos, pero los altos costos metabólicos y las demandas bioenergéticas no pudieron sostenerse por más tiempo tras la reducción de los hábitats productivos debido al cambio climático y los cambios en el nivel del mar. En consecuencia, se extinguieron hace 3.6 millones de años. Este estudio también destaca el hecho de que, al igual que los tiburones megadentados extintos, las especies modernas de tiburones tampoco son inmunes a los efectos del cambio climático, de ahí la necesidad de su conservación.  

Los tiburones megadientes, que significa "tiburones de dientes grandes", eran tiburones gigantes de gran tamaño que evolucionaron en la era Cenozoica, adquirieron un tamaño corporal de unos 15 m y se extinguieron hace unos 3.6 millones de años (Mya) durante el Plioceno. época

era geológica
Reconocimiento: Capps, D., McLane, S. y Chang, L., dominio público, a través de Wikimedia Commons

Estos tiburones gigantes estaban dotados de dientes afilados del tamaño de un plátano y eran uno de los más grandes en tamaño corporal (después solo de la ballena azul). Se les considera uno de los depredadores marinos más poderosos que jamás haya existido y se alimentaban de ballenas, delfines, focas y otros tiburones más pequeños.  

Diente de tiburón megaeth
Atribución: Géry PADRE, CC BY-SA 4.0 , a través de Wikimedia Commons

Durante su evolución, estos tiburones habían sufrido cambios drásticos en la dentición, incluidas coronas ensanchadas y bordes dentados que les permitieron cambiar de una dieta basada en pescado a una dieta más enérgica basada en mamíferos marinos. Esto les ayudó a lograr una nutrición mucho más rica, que fue una de las razones detrás de su evolución a tamaños corporales gigantes.1.

Los tiburones megadientes estaban en la parte superior de la red trófica y el último depredador2. Tenían un nivel trófico superior a cualquier especie marina. (El nivel trófico es la posición de un organismo en la cadena alimentaria, varía desde un valor de 1 para productores primarios hasta 5 para mamíferos marinos y humanos).    

¿Cómo evolucionaron estos tiburones hasta alcanzar tamaños corporales gigantescos y por qué se extinguieron hace unos 3.6 millones de años?  

ectotermia  De sangre fría, incluye todos los animales excepto aves y mamíferos. ej., tiburones  
Mesotermia (o endotermia regional) Animal con una estrategia termorreguladora intermedia a los ectotermos de sangre fría y los endotermos de sangre caliente. por ejemplo, algunos tiburones, tortugas marinas 
endotermia  Los animales de sangre caliente mantienen una temperatura corporal constante independientemente de la temperatura ambiente, incluidas las aves y los mamíferos. (Endotermia incluye endotermia regional o mesotermia en sentido amplio) 

Los tiburones son peces cartilaginosos y son animales marinos de sangre fría (ectotérmicos). Dichos animales no tienen la capacidad de elevar metabólicamente la temperatura corporal y retener el calor.  

¿Habían sufrido los tiburones megadentados cambios termofisiológicos en el curso de su evolución para adquirir propiedades endotérmicas? Esta hipótesis es relevante porque, a diferencia de los animales marinos de sangre fría (ectotérmicos), los animales marinos de sangre caliente (endotérmicos) pueden tener velocidades de crucero más altas y pueden viajar distancias más largas para atrapar presas que sus contrapartes ectotérmicos. La adquisición de propiedades endotérmicas (junto con la dentición transformada) podría explicar por qué estos tiburones evolucionaron a tamaños tan gigantescos.  

En un estudio reciente publicado en PNAS el 26th Junio ​​de 2023, los investigadores investigaron la termofisiología de los tiburones megadentados para explicar su evolución y extinción. Estudiaron la evidencia geoquímica de la termorregulación a partir de la paletermometría de isótopos agrupados y los isótopos de oxígeno de fosfato obtenidos de muestras de dientes fósiles y descubrieron que las temperaturas corporales inferidas por isótopos de las especies de Otodus promediaban unos 7 °C más que las temperaturas ambientales del agua de mar y otras especies de tiburones coexistentes. Una temperatura corporal más cálida en general significa que los tiburones megadentados habían evolucionado para ser endotérmicos, lo que sugiere que la endotermia fue un factor clave para su gigantismo.3. Pero esta capacidad de termorregulación resultó costosa para los tiburones megadentados a su debido tiempo.  

Los tiburones megadientes eran depredadores del ápice en la parte superior de la red alimentaria marina2. Su dieta de alto nivel trófico, tamaños corporales gigantescos y fisiología endotérmica significaban altos costos metabólicos y altas demandas bioenergéticas. El equilibrio energético se vio alterado cuando los hábitats productivos disminuyeron y el nivel del mar cambió. Esto alteró el panorama de presas y las presas se volvieron escasas. La consiguiente escasez de alimentos ejerció una presión de selección negativa contra los gigantescos tiburones megadientes que culminó con su extinción hace 3.6 millones de años. La endotermia, el factor clave en el evolución de los tiburones megadientes también contribuyó a su extinción tras los cambios climáticos.  

Al igual que los extintos tiburones megadentados, las especies modernas de tiburones no son inmunes a los efectos del cambio climático, de ahí la necesidad de su conservación. 

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Referencias:  

  1. Ballell, A., Ferrón, HG Análisis biomecánicos de la dentición de tiburones megadentados (Lamniformes: Otodontidae). Informe científico 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z  
  1. Kast Urgencias et al 2022. Los tiburones megadientes del Cenozoico ocuparon posiciones tróficas extremadamente altas. Avances de la ciencia. 22 de junio de 2022. Vol. 8, número 25. DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529  
  1. griffiths ml, et al 2023. Fisiología endotérmica de tiburones megadentados extintos. PNAS. 26 de junio de 2023. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120  

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Umesh Prasad
Umesh Prasad
Periodista científico | Editor fundador de la revista Scientific European

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