2024-07-15 15:38来源:大智报

一项研究发现,大白鲨、双髻鲨和其他“远洋”鲨鱼之所以能成为海洋顶级捕食者,要归功于9300万年前持续的全球变暖。
在白垩纪时期,鲨鱼是海底居民,生活在海洋深处。
但火山熔岩的大量喷发使二氧化碳水平飙升,造成了“温室气体效应”,就像我们在当前时代看到的那样,将热量困在大气中。
这使得海洋表面的温度高达28.3摄氏度,而现在的温度约为20摄氏度。
随着海水变暖,氧气含量下降到一定程度,迫使几种鲨鱼迁移到水面,那里的氧气含量更高,它们可以更容易地呼吸。
海洋表面的氧气含量比海底高得多,尽管海水温度更高。
一旦到了那里,这些物种——统称为远洋鲨鱼——就会进化出更长、更薄的胸鳍,它们位于鲨鱼的两侧。
这使它们能够更有效地游泳,有更多的能量在广阔的海洋中捕捉猎物,这通常需要长时间的持续快速游泳。
较薄的鳍具有较小的阻力(阻碍它们在水中运动的空气动力),而较长的鳍能给鲨鱼带来更大的升力。
与此同时,“鲨鱼的肌肉对温度非常敏感”,在温暖的温度下工作效率更高,这加快了它们尾巴推动它们前进的频率,提高了它们的速度,研究人员说。
因此,研究发现,气候变化使这些物种——包括虎鲨、蓝鲨、海洋白鳍鲨和灰鲭鲨——能够统治海浪。
远洋区是指远离海岸的开阔、自由的水域
加州大学河滨分校的菲利普·斯特恩斯说:“气温上升迫使一些鲨鱼物种进入开放水域,这不仅改变了它们的外表,还可能对整个海洋生态系统产生影响。”鲨鱼成为顶级捕食者,重塑了它们下面的食物链。
“胸鳍是一个关键的结构,与我们的手臂相当。我们看到,随着鲨鱼将栖息地从海底扩展到开阔的海洋,这些鳍的形状也发生了变化。”
更长的胸鳍使鲨鱼的动作更有效率。斯特恩斯博士说:“它们的鳍与商用飞机的机翼相当,又长又窄,以最大限度地减少运动所需的能量(提供高升力和低阻力)。”
“之前的研究表明,温度影响了鲨鱼的进化。然而,我们惊讶地看到它实际上对鲨鱼生态(与环境的相互作用)和形态(形式)的影响,”他说。
大多数现存的鲨鱼物种仍然生活在海底,占据着科学家所说的底栖区。这些底栖鲨鱼在大众文化中并不像它们凶猛的开放水域亲戚那样引人注目。许多生活在海底的动物都是苗条、扁平、中等大小的食肉动物。
从化石燃料记录中可以得知,一些鲨鱼从底栖区扩展到远洋区。但据研究人员称,这项研究首次揭示了“进入远洋区时鳍形的时机、驱动因素和相关变化”。
只有大约13%的现代鲨鱼是快速游泳的开放水域捕食者,或远洋鲨鱼。
白垩纪的高温不是一夜之间发生的,鲨鱼的进化也不是一夜之间发生的。
加州克莱蒙特麦肯纳学院(Claremont McKenna College)的拉尔斯·施密茨(Lars Schmitz)也参与了这项研究,他说:“整个时代,我们的公海表面温度都相当温暖,然后在一到两百万年的时间里,温度明显上升。”
由于全球变暖推动了包括鲨鱼在内的一些动物群体的进化,它导致了其他动物的灭绝。由于这些进化变化发生在过去较长的时间尺度上,因此很难准确预测鲨鱼或其他海洋生物将如何应对当前的变暖趋势。
生物学家发现,一些鲨鱼,包括虎鲨和牛鲨等热带物种,开始向北游得更远。但目前尚不清楚,受到威胁的鲨鱼是否能够再次适应它们的生活环境,并在迅速升温的环境中生存下来。
斯特恩斯博士说:“现在气温上升得如此之快,我所知道的地质记录中没有任何东西可以用来进行真正的比较。”
在这项研究中,科学家们测量了500多种活鲨鱼和鲨鱼化石的体长和鳍。
这项研究发表在《当代生物学》杂志上。