开创性的研究揭示了牙齿在巨型鲨鱼体内的功能和进化过程

巨齿齿鲸捕食鲸盾

巨齿齿鲸捕食巨齿鲸。来源:雨果·萨莱,Metazoa工作室

一项由布里斯托大学研究人员发现,史前巨型鲨鱼巨齿鲨及其近亲的牙齿进化是体型变大的副产品,而不是为了适应新的进食习惯。

已经灭绝的巨齿鲨是海洋中最大的鲨鱼。它的名字翻译过来是“大牙齿”,指的是它巨大的牙齿,代表了这个物种最丰富的化石遗迹。它们是宽而三角形的,一点也不像巨齿鲨近亲那种弯曲的刀刃状牙齿。

这群巨型鲨鱼牙齿形状的差异一直被认为反映了它们饮食习惯的改变。巨齿鲨最古老的亲戚可能是用牙齿刺穿像鱼这样小而快速移动的猎物,而巨齿鲨最有可能是用牙齿咬下海洋哺乳动物的大块肉,或者通过有力的侧摇头来肢解猎物。

在今天发表在杂志上的新研究中科学报告,科学家们利用计算工具来了解这些巨齿鲨的牙齿在进食过程中是如何运作的。

巨齿鲨牙齿的有限元模型

巨齿鲨牙齿的有限元模型。模型描述应力,一种测量结构如何受到力的影响。暖色表示高压力和冷色,低压力。资料来源:安东尼奥·巴莱尔和温贝托Ferrón

布里斯托大学地球科学学院的博士生Antonio Ballell说:“我们应用工程技术数字模拟了不同形状的牙齿是如何处理咬合力和头部侧向运动所产生的载荷的。

这种方法被称为有限元分析,以前被用来了解不同生物结构在特定力下的抵抗能力。

“我们本以为会发现,巨齿鲨的牙齿比其年龄更大、体型更小的亲戚的牙齿更能抵抗力量。”令人惊讶的是,当我们从模拟中移除牙齿大小时,我们恢复了相反的模式:巨齿鲨的牙齿相对较弱,比其他巨齿鲨最柔韧的牙齿。”

温贝托博士Ferrón是博士后研究员,也是这项研究的合著者,他说:“我们的研究结果似乎与传统上对这些巨型鲨鱼牙齿的功能解释不一致。我们认为其他的生物过程可能是导致牙齿进化变化的原因。

“例如,从更古老、更小的物种到更现代、更大的形式,如巨齿鲨,牙齿形状的变化与在巨齿鲨生长过程中观察到的非常相似。

也就是说,幼年巨齿鲨的牙齿类似于年长的巨齿鲨。因此,我们认为,巨齿鲨进化出独特牙齿的原因,并不是它们的进食专门化,而是它们获得了巨大的体型。”

参考:《巨齿鲨牙齿的生物力学洞见(唇形目:耳齿科)》作者:Antonio Ballell和Humberto G. Ferrón, 2021年1月13日,科学报告
DOI: 10.1038 / s41598 - 020 - 80323 - z

第一个发表评论关于“开拓性研究揭示了牙齿在巨型鲨鱼中的功能和进化”

留下你的评论

邮箱地址可选。如果提供,您的电子邮件将不会被发布或共享。