Der warmblütige Megalodon: Geochemie und fossile Zähne beleuchten den prähistorischen Raubtier

Eine neue Studie liefert empirische Beweise dafür, dass der ausgestorbene Megalodon-Hai warmblütig war. Mithilfe einer neuen geochemischen Technik an fossilen Zähnen fanden Forscher heraus, dass diese Wärme eine Rolle bei der Gigantismus des Megalodon und möglicherweise bei seinem Aussterben gespielt haben könnte und betont somit die Anfälligkeit großer mariner Raubtiere für Umweltveränderungen. In einer kürzlich durchgeführten Studie haben Forscher eine neue geochemische Technik an fossilen Zähnen verwendet, um zu bestätigen, dass der ausgestorbene Megalodon-Hai warmblütig war. Diese Wärme, die den Gigantismus der Kreatur ermöglichte, wird angenommen, dass sie den Stoffwechselbedarf des Megalodon erhöht hat und möglicherweise zu seinem Aussterben beigetragen hat. Die Forschung unterstreicht die Anfälligkeit großer mariner Spitzenprädatoren für Umweltveränderungen und betont die Bedeutung der Erhaltung moderner Haiarten.

Eine neue Studie zeigt, dass der gigantische Megalodon oder der Megazahnhai warmblütig war. Diese neuesten Forschungen über den Megalodon, der vor 23 bis 3,6 Millionen Jahren in den Weltmeeren lebte und eine Länge von etwa 50 Fuß hatte, erscheinen in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Die Studie, die von Michael Griffiths und Martin Becker, beide Umweltwissenschaftsprofessoren an der William Paterson University, entworfen und geleitet wurde, verwendete fossile Zähne, um festzustellen, dass die Körpertemperatur des Megalodon viel höher war als bisher angenommen.

An der Studie waren auch Kenshu Shimada, ein Paläobiologe an der DePaul University in Chicago, Robert Eagle an der University of California in Los Angeles und Sora Kim an der University of California in Merced beteiligt. Weitere Mitautoren des Artikels sind Forscher der Florida Gulf Coast University in Florida, der Princeton University in New Jersey und der Goethe University Frankfurt in Deutschland.

Der ausgestorbene Megazahnhai Otodus megalodon hatte regionale Endothermie (teilweise Warmblütigkeit) basierend auf geochemischen Proben aus versteinerten Zähnen. Bildnachweis: Alex Boersma/PNAS

Frühere Studien legten nahe, dass der Megalodon (offiziell Otodus megalodon genannt) höchstwahrscheinlich warmblütig oder genauer gesagt regional endotherm war, so wie einige moderne Haie. Jedoch waren diese Erkenntnisse nur auf reine Schlussfolgerungen zurückzuführen, sagen die Forscher. Ihre Studie liefert die ersten empirischen Beweise für die Warmblütigkeit des ausgestorbenen Hais.

Das Forscherteam verwendete eine neuartige geochemische Technik, die die Klumpenisotopenthermometrie und die Sauerstoffisotopenthermometrie von Phosphaten umfasst, um die "Megalodon-Endothermie-Hypothese" zu testen.

"Studien, die diese Methoden verwenden, haben gezeigt, dass sie besonders nützlich sind, um die Thermophysiologien fossiler Wirbeltiere mit 'unbekannter' Stoffwechselerzeugung zu erschließen, indem ihre Körpertemperatur mit der von gleichzeitig vorkommenden Fossilien mit 'bekanntem' Stoffwechsel verglichen wird", erklärt Griffiths, der als Hauptautor der Studie an der William Paterson University tätig ist.

Die Klumpenisotopenthermometrie basiert auf der thermodynamischen Vorliebe für zwei oder mehr "schwerere" Isotope eines bestimmten Elements (aufgrund zusätzlicher Neutronen im Kern), wie Kohlenstoff-13 und Sauerstoff-18, um aufgrund der Mineralisierungstemperaturen Bindungen in einem Mineralgefüge zu bilden. Das Ausmaß, in dem sich diese Isotope zu Bindungen zusammenlagern oder "klumpen", kann dann die Temperatur enthüllen, bei der sich das Mineral gebildet hat. Die Sauerstoffisotopenthermometrie von Phosphaten basiert auf dem Prinzip, dass das Verhältnis der stabilen Sauerstoffisotope Sauerstoff-18 und Sauerstoff-16 in Phosphatmineralien von der Temperatur des Körperwassers abhängt, aus dem sie sich gebildet haben.

Ein oberer Zahn eines Megalodons (rechts) überragt den eines Weißen Hais. Bildnachweis: Harry Maisch/Florida Gulf Coast University

Die neue Studie ergab, dass der Megalodon Körpertemperaturen hatte, die signifikant höher waren als bei als kaltblütig oder ektotherm geltenden Haien und damit übereinstimmen, dass der fossile Hai eine gewisse interne Wärmeproduktion hatte, wie moderne warmblütige Tiere. Zu den modernen Haien mit regionaler Endothermie gehört eine Gruppe, zu der der Makohai und der Weiße Hai gehören, deren zuvor gemeldete durchschnittliche Körpertemperatur von 22,0 bis 26,6 ˚C reicht, was 10 bis 21 ˚C höher sein könnte als die Umgebungstemperatur des Ozeans. Die neue Studie legt nahe, dass der Megalodon eine durchschnittliche Körpertemperatur von etwa 27 ˚C hatte.

Der Otodus megalodon hat eine reiche Fossilaufzeichnung, aber seine Biologie ist ebenso schlecht verstanden wie die der meisten anderen ausgestorbenen Haie, da kein vollständiges Skelett des knorpeligen Fisches im Fossilbericht bekannt ist. Glücklicherweise bleiben seine zahlreichen Zähne erhalten und können als Tür in die Vergangenheit dienen.

"Otodus megalodon war einer der größten Fleischfresser, die jemals existierten, und die Entschlüsselung der Biologie des prähistorischen Hais bietet entscheidende Hinweise auf die ökologischen und evolutionären Rollen, die große Fleischfresser in marinen Ökosystemen während der geologischen Zeit gespielt haben", sagt Shimada.

The ability of Otodus megalodon to regulate body temperature is evolutionarily profound because the evolution of warm-bloodedness is thought to have also acted as a key driver for its gigantism. Previous geochemical investigations by Griffiths, Becker, and their colleagues have suggested that Otodus megalodon was a significant apex predator, residing at the very top of the marine food chain.

The high metabolic needs associated with maintaining warm-bloodedness may have contributed to the species’ extinction, the researchers say.

“Because megalodon went extinct around the time of extreme changes in climate and sea-level, which impacted the distribution of and the type of prey, our new study sheds light on the vulnerability of large marine apex predators, such as the great white shark, to stressors such as climate change,” says Griffiths, highlighting the need for conservation efforts to protect modern shark species.

For more on this research, see Megalodon Shark Was No Cold-Blooded Killer – And That Spelled Its Doom.