Мегалодон, самая крупная из когда-либо живших акул, известна только своими гигантскими лезвиеобразными зубами, длина которых может достигать 7 дюймов. Но этим зубам, которые некоторые ученые описывают как «совершенные режущие инструменты», потребовались миллионы лет, чтобы развиться до своей окончательной, культовой формы.
Самый ранний предок мегалодона, Otodus obliquus, имел трехзубые зубы, которые могли действовать как вилка для захвата и разрывания быстро движущихся рыб. У более поздних видов мегазубых акул зубы уплощались и имели зазубренные края, переходя в ножевидную форму для убийства и поедания мясистых животных, таких как киты и дельфины.
Но окончательная эволюция зубов у этой линии могущественных хищников все же заняла 12 миллионов лет, как показывает новое исследование. Анализ зубов мегалодона и его непосредственного предка, Carcharocles chubutensis, проследил необычайно медленный, постепенный переход от большого зуба, окруженного мини-зубами, известными как боковые бугорки, к зубам без этих структур.
«Этот переход был очень долгим, затянувшимся процессом, который в итоге привел к идеальному режущему инструменту - широкому плоскому зубу с равномерными зазубринами», - сказал ведущий автор исследования Виктор Перес, докторант геологического факультета Флоридский музей естественной истории. «Пока не ясно, почему этот процесс занял миллионы лет и почему эта функция была утеряна».
Зубы могут дать массу информации о животном, включая подсказки о его возрасте, времени жизни, питании и наличии у него определенных заболеваний. По словам Переса, зубы мегалодона предполагают, что его стиль охоты, вероятно, был тактикой одиночного удара, призванной обездвижить добычу и дать ей истечь кровью.
"После этого это станет просто мусором", - сказал он. «Акула не хотела бы схватить и удержать кита, потому что он будет метаться и, возможно, ранит акулу в процессе».
Перес и его сотрудники провели «перепись зубов», проанализировав 359 окаменелостей с точной информацией о местонахождении у скал Калверт на западном берегу Чесапикского залива в Мэриленде - океане C. chubutensis и дня мегалодона. Скалы обеспечивают непрерывную запись горных пород примерно от 20 до 7,6 миллионов лет назад, период, который совпадает с периодом существования этих мегазубых акул.
Исследователи отметили постоянное уменьшение количества зубов с латеральными бугорками за этот промежуток времени. Около 87 процентов зубов от 20 до 17 миллионов лет назад имели бугорки, а примерно 14,5 миллионов лет назад их было около 33 процентов. К 7,6 миллионам лет ни у одного ископаемого зуба не было бугорков.
У взрослых C. chubutensis были бугорки, а у взрослых мегалодонов их не было, но эта особенность не является надежным идентификатором того, к какому виду принадлежал зуб, сказал Перес. У молодого мегалодона могут быть зубки, из-за чего невозможно определить, принадлежит ли зуб с зубцами C. chubutensis или молодому мегалодону.
Некоторые зубы, проанализированные для исследования, имели крошечные выпуклости или ярко выраженные зазубрины там, где должны быть зубцы. В наборе зубов одной акулы на одних были зубки, на других - нет зубцов, а зубы заменены с уменьшенными зубчиками.
Вот почему палеонтологи не могут точно определить, когда появился мегалодон или когда вымер C. chubutensis, сказал Перес, который начал проект в качестве стажера в Морском музее Калверта.
«Как палеонтологи, мы не можем смотреть на ДНК, чтобы сказать нам, что является отдельным видом. Мы должны проводить различия, основываясь на физических характеристиках», - сказал он. «Мы чувствуем, что невозможно провести четкое различие между этими двумя видами акул. В этом исследовании мы просто сосредоточились на эволюции этой единственной черты с течением времени».
Боковые зубцы, возможно, использовались для захвата добычи, сказал Перес, что может объяснить, почему они исчезли, когда эти акулы перешли на режущий стиль питания. Другой возможной функцией было предотвращение застревания пищи между зубами акул, что могло привести к заболеванию десен. Но если каплеты послужили цели, зачем их терять?
"Это все еще загадка", сказал он. «Нам интересно, было ли что-то изменено в генетическом пути развития зубов».
Увлечение Переса ископаемыми акулами началось в возрасте 6 лет, когда он посетил Морской музей Калверта.
"Я должен забрать домой зуб акулы из коробки с открытиями. Это положило начало моей карьере в изучении окаменелостей", - сказал он.
Этот первый зуб вызвал одержимость у Переса, который жил примерно в часе езды от скал Калверт. Во время семейных поездок на пляжи на северной оконечности скал он проводил время, прочесывая местность в поисках акульих зубов.
"Это было единственное, что я хотел сделать", сказал он. «В обычное путешествие я уезжаю в среднем с 300 зубами».
В этом исследовании он полагался на усилия своих товарищей по пляжному отдыху: подавляющее большинство зубов, проанализированных в ходе исследования, были обнаружены любителями-коллекционерами окаменелостей и переданы в музейные коллекции.
«Это исследование почти полностью построено на вкладе палеонтологов-любителей, - сказал он. «Они являются ценной частью исследований».