Megalodon-Haie könnten zu Megaräubern geworden sein, indem sie heißblütig agierten.

Massive, megazahniger Otodus megalodon war heiß unterwegs - neue Beweise zeigen, dass der urzeitliche Hai zumindest teilweise warmblütig war.

Chemische Messungen an fossilen O. megalodon-Zähnen legen nahe, dass die Haie höhere Körpertemperaturen als ihr umgebendes Wasser hatten, berichten Forscher am 26. Juni in den Proceedings of the National Academy of Sciences. Analysen von Kohlenstoff und Sauerstoff in den Zähnen dieser und anderer Haie, sowohl lebender als auch ausgestorbener Arten, zeigten, dass die Körpertemperatur des Riesenhais etwa 7 Grad Celsius höher war als die geschätzten Meerwassertemperaturen zu dieser Zeit.

Diese Warmblütigkeit könnte ein zweischneidiges Schwert gewesen sein. Das Merkmal könnte O. megalodon geholfen haben, zu einem schnellen, furchterregenden Spitzenprädator zu werden und eine Länge von bis zu 20 Metern zu erreichen, was ihn zu einem der größten Fleischfresser macht, die jemals auf der Erde gelebt haben. Aber der gefräßige Appetit des Hais könnte auch das endgültige Aussterben der Art bedeutet haben. Gigantismus hat einen hohen Stoffwechselkosten, sagt der UCLA-Meeresbiogeochemiker Robert Eagle: Größere Körper benötigen mehr Nahrung, und die riesigen Haie waren möglicherweise besonders anfällig für das Aussterben, als sich das Klima änderte und Nahrung knapper wurde.

Säugetiere sind dafür bekannt, ihre Körperwärme metabolisch zu erhöhen und aufrechtzuerhalten, selbst in kalten Umgebungen, ein Merkmal namens Endothermie. Aber einige Fischlinien, sowohl lebende als auch ausgestorbene, sind zur regionalen Endothermie fähig, indem sie einige Körperteile auf höhere Temperaturen als das umgebende Wasser halten (SN: 10.06.10). Zum Beispiel haben viele moderne lammartige Haie - die Gruppe, zu der Arten wie der Makohai und der Weiße Hai gehören - diese Fähigkeit (SN: 02.08.18).

"In der Tat ist die regionale Endothermie einer von nur zwei bekannten evolutionären Wegen zu gigantischen Größen bei Haien", sagt Jack Cooper, ein Paläobiologe an der Swansea University in Wales, der nicht an der neuen Studie beteiligt war. (Der andere ist, laut Cooper, das Filtern von Nahrung, das von sanfteren Riesen wie Walhaien verwendet wird.)

Wissenschaftler haben schon lange vermutet, dass der Megalodon regional endotherm war, sagt Eagle, basierend auf einer Vielzahl von Beweisen wie Schätzungen der Körperform des Megahais sowie seiner wahrscheinlichen Schwimmgeschwindigkeiten und Energieanforderungen. Der Hai war auch bekannt dafür, einen sehr großen geografischen Bereich weltweit zu haben und in kaltem sowie warmem Wasser aktiv zu jagen, was für eine gewisse Warmblütigkeit spricht. Eine kürzlich von Cooper und Kollegen durchgeführte Studie, bei der der Körper des Hais in 3D modelliert wurde, schätzte, dass der adulte O. megalodon ein transozeanischer Superprädator war, der schneller als jede lebende Haiart schwimmen und Beute in der Größe der heutigen größten Raubtiere vollständig verschlingen konnte.

Die Frage, fügt Eagle hinzu, ist eigentlich nicht, ob O. megalodon endotherm war - sondern wie endotherm er war. Insbesondere fragte sich das Team, wie seine Körpertemperaturen im Vergleich zu einem seiner Hauptkonkurrenten im Ozean waren, der während der Herrschaft des Hais erst spät auftrat: Carcharodon carcharias, besser bekannt als der Weiße Hai (SN: 29.06.22).

O. megalodon tauchte vor rund 23 Millionen Jahren auf und starb zwischen 3,5 und 2,6 Millionen Jahren aus. Weiße Haie entstanden vor etwa 3,5 Millionen Jahren und konkurrierten um Nahrung mit ihren massiven Verwandten. Eine Hypothese besagt, dass dieser Wettbewerb dazu beigetragen hat, dass O. megalodon ausstarb (SN: 31.05.22). Der Klimawandel während des Pliozäns, das von vor 5,3 bis 2,6 Millionen Jahren stattfand, führte zu einem Zusammenbruch der Population der Meeressäuger, der Hauptnahrungsquelle beider Haie.

"Die Carcharodon waren viel kleiner... und haben überlebt, während die Otodus ausgestorben sind", sagt Eagle. "Carcharodon hatte wahrscheinlich einen geringeren Nahrungsbedarf, um seinen Stoffwechsel aufrechtzuerhalten."

Um direktere Beweise für die Körpertemperaturen dieser Haiarten zu erhalten und somit ihre jeweiligen Stoffwechsel besser zu verstehen, wandte sich das Team den einzigen Fossilien zu, die die Haie hinterlassen haben: ihren Zähnen.

Versteinerte Zähne bieten eine Fülle von umschlossenen Umweltdaten. Der Zahnschmelz enthält sowohl schwerere als auch leichtere Formen, oder Isotope, von Kohlenstoff, Sauerstoff und anderen Elementen, und das Verhältnis dieser Isotope ist mit der Körpertemperatur verbunden. Eagle und seine Kollegen verwendeten eine Technik, die die Häufigkeit "verklumpter Isotope" untersucht - verbundene schwere Formen von Kohlenstoff (Kohlenstoff-13) und Sauerstoff (Sauerstoff-18) - als eine Art altmodisches geochemisches Thermometer. Die Häufigkeit dieser Bindungen wird "nur durch die Temperatur beeinflusst" und bietet ein eindeutigeres Thermometer als die Verwendung der isotopischen Häufigkeit eines einzigen Elements, sagt Eagle.

The team used this technique on teeth from the different sharks, as well as fossil samples from other ancient ocean contemporaries including whales and mollusks. (Mollusks, being entirely cold-blooded, represent the ocean water temperature, Eagle says). The data show that both sharks were a bit endothermic, but not only was O. megalodon’s average body temperature (about 27⁰ C) higher than its surrounding waters, it was also higher than the average body temperature of great whites (about 22⁰ C) living in similar waters. Neither shark was as warm-blooded as marine mammals, such as the whale groups Odontoceti and Mysticeti, the team determined.

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It’s “a very interesting finding, and it is fantastic that we have more evidence for regional endothermy in megalodon,” Cooper says. O. megalodon’s higher body temperature would have allowed it “to swim further and faster, increasing its chances of encountering prey,” he says. “But it also means that if food availability declines, megalodon would not have been able to meet its huge energetic requirements.” And when changing sea levels in the Pliocene led to a decline in the sharks’ prey about 3 million years ago, “it may well have starved into extinction.”

Eagle and colleagues are now delving into the chicken-or-egg question of which came first for O. megalodon: warm-bloodedness or apex predator status. “You need a high trophic level to become gigantic,” Eagle says. But is warm-bloodedness necessary to get to that high trophic level (apex predator status)? “We’re hoping to fit it all together into an evolutionary story as to what drives what.”

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