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quarta-feira, 19 de abril de 2023

 Um grande tubarão branco nada entre os peixes sob a superfície do oceano

O grande tubarão branco está entre os maiores peixes predadores vivos

Grandes tubarões brancos podem ter contribuído para a extinção dos megalodontes

Grandes tubarões brancos e seus ancestrais podem ter ajudado a levar o megalodonte à extinção.

Os registros dietéticos contidos nos dentes fossilizados de grandes brancos e megalodontes sugerem que eles poderiam estar competindo pela mesma presa. 

O maior tubarão de todos os tempos pode ter sido levado à beira da extinção com a ajuda de um parente menor.

Uma equipe de pesquisadores internacionais investigando a dieta de Otodus megalodon descobriu que a assinatura química de sua dieta trancada em seus dentes fossilizados mostra que o que ele estava comendo se sobrepunha a grandes tubarões brancos. 

O estudo, publicado na Nature Communications , sugere que isso pode ter contribuído para a extinção do megalodonte há cerca de 3,6 milhões de anos no Plioceno .

O co-autor Prof Michael Griffiths diz: 'Nossos resultados mostram que tanto o megalodonte quanto seu ancestral eram de fato predadores de ponta, alimentando-se no alto de suas respectivas cadeias alimentares. 

"Mas o que foi realmente notável é que os valores de isótopos de zinco dos dentes de tubarão do início do Plioceno da Carolina do Norte sugerem níveis tróficos amplamente sobrepostos dos primeiros grandes tubarões brancos com o muito maior megalodonte."

O professor Kenshu Shimada, outro coautor, acrescenta: “Esses resultados provavelmente implicam pelo menos alguma sobreposição nas presas caçadas por ambas as espécies de tubarões.

"Embora pesquisas adicionais sejam necessárias, nossos resultados parecem apoiar a possibilidade de competição alimentar do megalodonte com os grandes tubarões brancos do início do Plioceno." 

Mãos humanas segurando um grande dente de megalodonte e dois dentes menores de tubarão branco

O megalodonte pode ter sido até três vezes maior que o maior tubarão branco. Imagem © Mark_Kostich/Shutterstock

O que os dentes revelam sobre a dieta de animais extintos?

Estudar a dieta de uma espécie viva é relativamente simples, mas para espécies extintas descobrir o que comiam é muito mais difícil. 

Às vezes, os fósseis podem preservar os restos de uma última refeição , mas esses espécimes são muito raros, enquanto as comparações com parentes vivos podem ser úteis, mas podem não ser completamente representativas de um ancestral.

Em vez disso, os cientistas recorrem a uma variedade de técnicas químicas e analíticas para descobrir o que costumava estar no cardápio. A análise de tecidos preservados, como o cabelo, pode ser usada para identificar os blocos de construção das proteínas, que por sua vez podem ser usados ​​para inferir a quantidade de carne ou plantas que um animal pode ter comido.

O exame dos dentes também pode oferecer pistas dietéticas por meio de sua forma e condição. Por exemplo, a presença de características como cavidades sugere que uma espécie comeu uma grande quantidade de açúcar, com os maxilares do antigo mamífero Microsyops latidens usados ​​para inferir quando começaram a comer mais frutas .

Mas, além dos detalhes superficiais, um olhar mais atento aos dentes também pode ser revelador. Os níveis de diferentes formas do mesmo elemento, conhecidos como isótopos, podem ser usados ​​para descobrir muitos detalhes do estilo de vida de um organismo extinto, desde sua taxa metabólica até sua dieta.

Como os esqueletos de tubarão são feitos principalmente de cartilagem macia que raramente fossiliza, a maior parte do nosso conhecimento sobre esses animais vem de seus dentes mais sólidos. 

Um isótopo particularmente comum nos dentes é o zinco, encontrado tanto no revestimento de esmalte duro dos dentes quanto na camada de dentina por baixo. O zinco é obtido principalmente por meio da dieta, com diferentes proporções de isótopos de zinco ligados ao que um animal come e onde ele se encontra na cadeia alimentar.

Os predadores de topo têm proporções mais baixas de zinco-66 em comparação com outros isótopos em seu corpo, porque o tecido muscular que compõe uma parte significativa de sua dieta é baixo neste isótopo . Quanto menor a proporção de zinco-66 no corpo de um animal, mais provável é que ele esteja no topo da cadeia alimentar .

Como esse método de comparação ainda é novo, houve relativamente poucos estudos usando-o para observar a dieta de organismos extintos. Com a abundância de dentes de tubarão fossilizados , os cientistas por trás do estudo atual decidiram investigar o que essa técnica pode revelar sobre esses caçadores das profundezas. 

Um cientista em roupas de proteção segura uma pipeta em uma capela

O Dr. Jeremy McCormack isola zinco de amostras de dentes de tubarão em um laboratório livre de metais. Imagem © MPI para Antropologia Evolutiva

Os grandes tubarões brancos causaram a extinção do megalodonte?

Os pesquisadores mediram a proporção de diferentes isótopos de zinco nos dentes de uma variedade de espécies extintas e vivas. 

Os pesquisadores descobriram que as proporções de isótopos de zinco em tubarões Otodus mudaram ao longo do tempo. O extinto Otodus chubutensis , que se acredita ter evoluído para o megalodonte, tinha uma baixa proporção de isótopos de zinco durante o Mioceno, cerca de 16 milhões de anos atrás. 

Mas os espécimes de megalodonte no Atlântico posteriormente viram sua proporção de zinco-66 aumentar cerca de cinco milhões de anos atrás, sugerindo que eles não estavam mais no topo da cadeia alimentar.

Durante o mesmo período de tempo, os valores de zinco equivalentes para o grande tubarão branco e seu ancestral permaneceram basicamente os mesmos; em um valor semelhante a O. chubutensis . Isso sugere que os grandes tubarões brancos se tornaram o predador do Atlântico e podem ter superado o megalodonte por comida.

Ambos os tubarões poderiam estar competindo pela mesma presa, como grandes  baleias . Dado o tamanho do megalodonte e as demandas de energia resultantes, um declínio na quantidade de presas disponíveis poderia representar uma ameaça significativa à sua sobrevivência.

No entanto, apenas um local na Carolina do Norte tinha dentes de ambas as espécies, permitindo uma comparação significativa, tornando difícil garantir que as conclusões sejam representativas da situação em todo o Atlântico.

No entanto, acrescenta evidências crescentes de que a extinção do megalodonte não se deveu a um único fator. A combinação de um declínio nas espécies de presas , mudança climática e aumento da competição pode ter sido suficiente para acabar com o maior tubarão de todos os tempos.

terça-feira, 11 de abril de 2023

 

Evolução do tubarão: uma linha do tempo de 450 milhões de anos

Os tubarões existem há centenas de milhões de anos, aparecendo no registro fóssil antes mesmo de as árvores existirem. Mas do que eles evoluíram, são 'fósseis vivos' e como sobreviveram a cinco extinções em massa?

Os tubarões pertencem a um grupo de criaturas conhecidas como peixes cartilaginosos, porque a maior parte de seu esqueleto é feito de cartilagem e não de osso. A única parte do esqueleto que não é feita desse tecido macio e flexível são os dentes.

O grupo inclui os animais mais famosos como os tubarões-baleia e os tubarões-brancos, mas também todas as raias, raias e as pouco conhecidas quimeras (também conhecidas como ratfish, rabbit fish ou ghost sharks).

Embora muitas vezes referidos como fósseis vivos, os tubarões desenvolveram muitas formas diferentes ao longo das centenas de milhões de anos em que nadaram nos oceanos.

Quando os tubarões apareceram pela primeira vez?

A evidência fóssil mais antiga de tubarões ou seus ancestrais são algumas escamas datadas de 450 milhões de anos atrás, durante o Período Ordoviciano Superior.

Emma Bernard , curadora de fósseis de peixes no Museu, diz: “Foram encontradas escamas semelhantes a tubarões do Ordoviciano tardio, mas sem dentes. Se fossem de tubarões, isso sugeriria que as formas mais antigas poderiam ser desdentadas. Os cientistas ainda estão debatendo se eram tubarões verdadeiros ou animais semelhantes a tubarões.

Um peixe Quimera do fundo do mar

As quimeras são peixes cartilaginosos, mas não são tecnicamente tubarões. Acredita-se que tubarões e quimeras podem ter divergido até 420 milhões de anos atrás. Hoje, muitas espécies de quimeras estão limitadas ao oceano profundo © NOAA/Wikimedia Commons

A análise de tubarões vivos, raias e quimeras sugere que, por volta de 420 milhões de anos atrás, as quimeras já haviam se separado do resto do grupo. Como não há fósseis desses animais desse período, isso se baseia apenas no DNA e nas evidências moleculares dos tubarões e quimeras modernos. Foi também nessa época que as primeiras plantas invadiram a terra.

Dentes de tubarão mais antigos

Os primeiros dentes de tubarão que encontramos vêm de um fóssil do Devoniano Inferior (410 milhões de anos) pertencente a um peixe antigo chamado Doliodus problematicus . Descrito como o 'tubarão menos parecido com um tubarão', acredita-se que tenha surgido de um grupo de peixes conhecidos como acantódios ou tubarões espinhosos.   

“Os acantódios não têm a forma de tubarão, por exemplo, eles têm escamas em forma de diamante e espinhos na frente de todas as barbatanas”, diz Emma. "Mas eles têm um esqueleto de cartilagem, um crânio e mandíbula parecidos com os de um tubarão, e pelo menos alguns dentes parecidos com os dos tubarões, que muitas vezes eram fundidos."

Os primeiros tubarões reconhecíveis

Em meados do Devoniano (380 milhões de anos atrás), o gênero Antarctilamna apareceu, parecendo mais enguias do que tubarões. Foi nessa época que Cladoselache também evoluiu. Este é o primeiro grupo que reconheceríamos como tubarões hoje, mas pode muito bem ter feito parte do ramo quimera e, portanto, tecnicamente não é um tubarão. Como predadores ativos, eles tinham corpos em forma de torpedo, caudas bifurcadas e barbatanas dorsais.   

Paleoart de um extinto tubarão Cladoselache

Cladoselache é o primeiro grupo a evoluir que reconheceríamos como tubarões, mas eles podem ter sido de fato um tipo de quimera ©No bu Tamura/Wikimedia Commons

Era de ouro dos tubarões

O Período Carbonífero (que começou há 359 milhões de anos) é conhecido como a “era de ouro dos tubarões”. Um evento de extinção no final do Devoniano matou pelo menos 75% de todas as espécies da Terra, incluindo muitas linhagens de peixes que já nadaram nos oceanos. Isso permitiu que os tubarões dominassem, dando origem a toda uma variedade de formas e formatos.

Alguns dos 'tubarões' pré-históricos mais bizarros que apareceram durante esse período, na verdade, evoluíram da linhagem quimera. Estes incluem Stethacanthus , que tinha uma barbatana em forma de bigorna verdadeiramente peculiar em suas costas, Helicoprion com uma mandíbula inferior em forma de serra em espiral, e Falcatus , em que os machos tinham uma longa espinha projetando-se para fora das costas e por cima do cabeça.

As quimeras modernas são muito menos diversificadas e normalmente vivem no oceano profundo. Crescendo até 1,5 metros de comprimento, eles não são realmente tubarões. Sua mandíbula superior é fundida com o crânio, e a maioria das quimeras também possui espinhos venenosos. 

A origem das temíveis mandíbulas dos tubarões

O final do Período Permiano (252 milhões de anos atrás) viu outro evento de extinção em massa , destruindo cerca de 96% de toda a vida marinha. Mas um punhado de linhagens de tubarões persistiu. 

Um tubarão de seis guelras nadando logo acima do fundo do mar

O tubarão de seis guelras de nariz achatado pertence a uma das mais antigas linhagens de tubarão, que se acredita ter aparecido no início do período Jurássico © NOAA Ocean Explorer/Wikimedia Commons

No início do período Jurássico (195 milhões de anos atrás), o grupo mais antigo conhecido de tubarões modernos, os Hexanchiformes ou tubarões de seis guelras, havia evoluído. Eles foram seguidos durante o resto do Jurássico pela maioria dos grupos de tubarões modernos.

Foi nesse ponto que eles desenvolveram mandíbulas flexíveis e protuberantes, permitindo que os animais comessem presas maiores que eles, ao mesmo tempo em que desenvolveram a capacidade de nadar mais rápido.

Tubarões encolhendo

No início do Período Cretáceo (145 a 66 milhões de anos atrás), os tubarões eram mais uma vez amplamente comuns e variados nos mares antigos, antes de experimentar seu quinto evento de extinção em massa.

Enquanto grande parte da vida foi extinta durante o evento de extinção do Cretáceo Final, incluindo todos os dinossauros não aviários, os tubarões mais uma vez persistiram.

Mas eles ainda foram afetados. Dentes fósseis mostram que o impacto do asteróide no final do Cretáceo matou muitas das maiores espécies de tubarão . Apenas as espécies menores e de águas profundas que se alimentavam principalmente de peixes sobreviveram. 

Uma comparação de tamanho de um enorme dente de tubarão megalodonte e um grande dente de tubarão branco

Um dente de megalodonte extinto comparado ao de um grande tubarão branco moderno mostra o tamanho desses antigos predadores

Grande evolução do tubarão branco

Os tubarões logo começaram a aumentar de tamanho novamente e continuaram a desenvolver formas maiores ao longo do Paleógeno (66 a 23 milhões de anos atrás). Foi nessa época que surgiu o Otodus obliquus , o ancestral do megalodonte ( Otodus megalodon ).

O. megalodon é um dos  maiores tubarões que já existiu . Com entre 15 e 18 metros de comprimento, tinha aproximadamente o mesmo comprimento dos tubarões-baleia de hoje. Os cientistas consideram o megalodonte um dos predadores mais poderosos que evoluíram.

Apesar do que muitos possam pensar, o megalodonte não está relacionado aos grandes tubarões brancos. Na verdade, pode ter competido com os ancestrais do grande tubarão branco , que evoluíram durante o Eoceno Médio (45 milhões de anos atrás) de tubarões anequim de dentes largos.

Evolução do tubarão-martelo

Acredita-se que o grupo vivo mais jovem de tubarões sejam os característicos tubarões-martelo . 

Um tubarão-martelo nadando acima de um fundo de areia.

Acredita-se que os tubarões-martelo sejam o grupo de tubarões mais jovem a ter evoluído e podem datar de apenas 23 milhões de anos © wildestanimal/Shutterstock

Existem pelo menos oito espécies diferentes de tubarão-martelo e, embora evidências de dentes fósseis sugiram que seus ancestrais possam ter existido 45 milhões de anos atrás, dados moleculares apontam para uma aparição muito mais recente durante o Neógeno (que começou há 23 milhões de anos).

Pensa-se que a estranha forma de sua cabeça ajuda principalmente na eletrorrecepção (a detecção de campos ou correntes elétricas que ocorrem naturalmente) enquanto caçam suas presas. Também pode melhorar sua visão, melhorar sua natação e refinar sua capacidade de cheirar. 

Desde a extinção em massa do final do Cretáceo, os tubarões voltaram a dominar os oceanos , voltando ao papel de predadores de ponta junto com os grandes mamíferos marinhos.

Por que os dentes fósseis de tubarão são tão comuns?

A grande maioria dos fósseis de tubarão encontrados são dentes. Isso se deve a dois motivos principais.

Como a maior parte do esqueleto dos tubarões é feita de cartilagem mole, são necessárias condições especiais para que isso seja preservado. Os dentes, no entanto, são feitos de um material muito mais resistente conhecido como dentina, que é mais duro e denso até do que o osso. Embora isso permita uma mordida poderosa, também aumenta a chance de os dentes fossilizarem, pois são menos propensos a se decompor. 

Uma pilha de dentes de tubarão fossilizados

Os dentes de tubarão são os fósseis mais comuns, como estes que pertenceram a  Otodus obliquus , o ancestral do megalodonte © The trustees of the Natural History Museum, London

A outra razão é simplesmente números. Em vez de terem apenas alguns conjuntos de dentes que duram toda a vida, os tubarões estão continuamente produzindo novos dentes. Quando um mais velho quebra ou se desgasta, ele simplesmente cai da frente da boca e cai no fundo do mar, enquanto um novo dente toma seu lugar.

Dependendo da espécie e da dieta, ao longo de toda a sua vida, um tubarão pode produzir entre 20.000 e 40.000 dentes.

Isso significa que há uma chance muito maior de que um dente de tubarão seja preservado e transformado em fóssil. Os dentes não são apenas a parte mais comum dos tubarões, eles são um dos fósseis mais comuns de qualquer organismo.

Como os tubarões sobreviveram a cinco eventos de extinção em massa?

Não há uma única razão pela qual os tubarões sobreviveram a todos os cinco principais eventos de extinção - todos tiveram causas diferentes e diferentes grupos de tubarões passaram por cada um deles.

Um tema geral, no entanto, parece ser a sobrevivência das espécies de águas profundas e o generalismo alimentar. É possível que a diversidade de tubarões também tenha desempenhado um papel importante.

A impressão de um artista de um asteroide colidindo com a Terra

Durante os 450 milhões de anos em que os tubarões evoluíram, eles sobreviveram a cinco eventos de extinção em massa, incluindo o impacto de um asteróide famoso por matar os dinossauros © solarseven/Shutterstock

Emma explica: 'Acho que é seguro dizer que é em parte porque os tubarões são capazes de explorar diferentes partes da coluna d'água - de oceanos profundos e escuros a mares rasos e até sistemas fluviais. Eles comem uma grande variedade de alimentos, como plâncton, peixes , caranguejos, focas e baleias . Essa diversidade significa que os tubarões como um grupo têm mais chances de sobreviver se as coisas nos oceanos mudarem.'

Em vez de os tubarões simplesmente serem incrivelmente resistentes, é mais provável que sua incrível diversidade seja a chave para seu sucesso. Não é de admirar que eles tenham dominado o oceano por centenas de milhões de anos.