Megatooth Sharks : la thermophysiologie explique à la fois son évolution et son extinction

De gigantesques requins mégadents, disparus, se trouvaient autrefois au sommet de la chaîne alimentaire marine. Leur évolution jusqu'à des tailles gigantesques et leur extinction ne sont pas bien comprises. Une étude récente a analysé les isotopes des dents fossiles et a révélé que ces requins développaient une thermorégulation endothermique et évoluaient vers des tailles gigantesques, mais que les coûts métaboliques élevés et les demandes bioénergétiques ne pouvaient pas être supportés plus longtemps suite au rétrécissement des habitats productifs dû au changement climatique et aux changements du niveau de la mer. Par conséquent, ils ont disparu il y a 3.6 millions d’années. Cette étude met également en évidence le fait que, à l’instar des requins mégadents disparus, les espèces de requins modernes ne sont pas non plus à l’abri des effets du changement climatique, d’où la nécessité de leur conservation.  

Les requins mégadents, signifiant requins « à grandes dents », étaient des requins gigantesques qui ont évolué à l'ère cénozoïque, ont acquis une taille d'environ 15 m et ont disparu il y a environ 3.6 millions d'années (Mya) au cours du Pliocène. époque. 

Ces requins géants étaient dotés de dents acérées de la taille d'une banane et étaient l'un des plus grands en taille corporelle (après seulement la baleine bleue). Ils sont considérés comme l'un des prédateurs marins les plus puissants à avoir jamais vécu, qui se nourrissait de baleines, de dauphins, de phoques et d'autres requins plus petits.  

Pendant sa évolution, ces requins avaient subi des changements drastiques au niveau de leur dentition, notamment des couronnes élargies et des bords tranchants dentelés, ce qui leur avait permis de passer d'un régime à base de poisson à un régime plus énergique à base de mammifères marins. Cela les a aidés à devenir beaucoup plus riches la nutrition ce qui était l'une des raisons de leur évolution à des tailles de corps gigantesques¹.

Les requins mégadents étaient au sommet de la chaîne alimentaire et prédateur ultime². Ils avaient un niveau trophique plus élevé pour toutes les espèces marines. (Le niveau trophique est la position d'un organisme dans la chaîne alimentaire, il varie d'une valeur de 1 pour les producteurs primaires à 5 pour les mammifères marins et les humains).    

Comment ces requins ont-ils évolué vers des tailles corporelles gigantesques et pourquoi ont-ils disparu il y a environ 3.6 millions d'années ?  

Les requins sont des poissons cartilagineux et sont des animaux marins à sang froid (ectothermes). Ces animaux n'ont pas la capacité d'élever métaboliquement la température corporelle et de retenir la chaleur.  

Les requins mégadents avaient-ils subi des changements thermophysiologiques au cours de leur vie ? évolution acquérir des propriétés endothermiques ? Cette hypothèse est pertinente car contrairement aux animaux marins à sang froid (ectothermiques), les animaux marins à sang chaud (endothermiques) peuvent avoir des vitesses de croisière plus élevées et parcourir de plus longues distances pour attraper des proies que leurs homologues ectothermiques. L'acquisition de propriétés endothermiques (ainsi qu'une dentition transformée) pourrait expliquer pourquoi ces requins ont évolué vers des tailles aussi gigantesques.  

Dans une étude récente publiée dans PNAS le 26^th Juin 2023, des chercheurs ont étudié la thermophysiologie des requins mégadents pour expliquer leur évolution et l'extinction. Ils ont étudié les preuves géochimiques de la thermorégulation à partir de la paléothermométrie isotopique agglomérée et des isotopes de l'oxygène du phosphate obtenus à partir d'échantillons de dents fossiles et ont découvert que les températures corporelles déduites des isotopes des espèces d'Otodus étaient en moyenne environ 7 °C plus élevées que les températures ambiantes de l'eau de mer et d'autres espèces de requins coexistantes. Une température corporelle globalement plus élevée signifie que les requins mégadents ont évolué pour devenir endothermiques, ce qui suggère que l'endothermie était un facteur clé de leur gigantisme.³. Mais cette capacité de thermorégulation s'est avérée coûteuse pour les requins à mégadents en temps voulu.  

Les requins mégadents étaient des prédateurs au sommet du réseau trophique marin². Leur régime alimentaire de niveau trophique supérieur, leur taille corporelle gigantesque et leur physiologie endothermique entraînaient des coûts métaboliques élevés et des exigences bioénergétiques élevées. L’équilibre énergétique a été perturbé lorsque les habitats productifs ont diminué et que le niveau de la mer a changé. Ce paysage de proies modifié et les proies deviennent rares. La pénurie alimentaire qui en a résulté a exercé une pression de sélection négative contre les gigantesques requins mégadents, aboutissant à leur extinction il y a 3.6 Mya. L'endothermie, moteur clé du évolution des requins mégadents ont également contribué à leur extinction suite aux changements climatiques.  

Comme les requins mégadents éteints, les espèces de requins modernes ne sont pas à l'abri des effets du changement climatique, d'où la nécessité de leur conservation. 

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Références:  

1. Ballell, A., Ferrón, HG Aperçus biomécaniques de la dentition des requins mégadents (Lamniformes : Otodontidae). Sci Rep 11, 1232 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-020-80323-z  

2. Urgences de Kast et al 2022. Les requins mégadents du Cénozoïque occupaient des positions trophiques extrêmement élevées. Les avancées scientifiques. 22 juin 2022. Vol 8, numéro 25. DOI : https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6529  

3. Griffiths ML, et al 2023. Physiologie endothermique des requins mégadents éteints. PNAS. 26 juin 2023. 120 (27) e2218153120. https://doi.org/10.1073/pnas.2218153120  

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