有一種鯊魚(yú)號稱(chēng)“地球史上最強悍的海洋生物”，它們主要以鯨為食，咬力是古今動(dòng)物之最，能輕松咬斷鯨魚(yú)的脊骨，它們就是——巨齒鯊。一種大致生活在2800萬(wàn)年前至150萬(wàn)年前新生代海洋中的史前生物。

（電影《巨齒鯊》海報）

據最新一項研究，巨齒鯊不僅出生時(shí)體長(cháng)可達兩米，還會(huì )在母鯊的子宮內通過(guò)吃弟弟妹妹長(cháng)大，真可謂“本是同根生，相煎何太急”。

巨齒鯊，它是誰(shuí)？

巨齒鯊（學(xué)名為Otodus megalodon）是史前海洋中的巨型鯊魚(yú)，比現在海洋中的最大鯊魚(yú)大白鯊還大很多，也更為兇猛。

它們體長(cháng)可達16米以上，體重可達40多噸，大約是五頭成年大象的重量。它們以巨大的牙齒著(zhù)稱(chēng)（單顆牙齒可達18厘米長(cháng)），且牙齒上還長(cháng)有細密的鋸齒，擁有這種“捕食利器“的它們被認為是“地球歷史中具有最強撕咬力的動(dòng)物”，也是同時(shí)代海洋生態(tài)系統中的頂級捕食者。

巨齒鯊的牙齒VS大白鯊的牙齒（圖片來(lái)源：Wikipedia）

巨齒鯊屬于鼠鯊科，這個(gè)科的鯊魚(yú)常具有“逆流交換器”的恒溫結構，讓它們能夠在寒冷的水體中保持體溫，就像現生的大白鯊一樣，巨齒鯊也能夠根據水溫的下降或升高來(lái)調整自己的體溫。因此，作為有史以來(lái)最強大的海洋捕食者，巨齒鯊全球廣布。

從牙齒到脊椎骨，它的年齡是？

此前，人們對巨齒鯊的了解（如：個(gè)體尺寸），主要來(lái)源于其牙齒的化石記錄。因為巨齒鯊的牙齒極為堅硬且數量眾多，經(jīng)常是僅有它們被石化而保存為化石。巨齒鯊的口中有5、6排牙齒，數量可達近千顆。通常第一排牙齒投入使用，后面的牙齒處于“預備役”狀態(tài)，牙齒的替換生長(cháng)非常迅速，一生中會(huì )有上萬(wàn)枚牙齒。因此，巨齒鯊的牙齒經(jīng)常被發(fā)現也不足為奇。

而巨齒鯊的骨骼由軟骨組成，并不是堅硬的骨頭，因而石化保存并不容易。所以一直以來(lái)，人們關(guān)于它們的繁殖方式及個(gè)體生長(cháng)模式，知之甚少。但是，巨齒鯊的脊椎骨，相對于其它骨骼稍微堅硬一些，因此偶爾可以被保存為化石。

稀有脊椎骨化石的發(fā)現及研究，是可以揭示史前巨齒鯊秘密的更重要手段之一。正如植物的樹(shù)干有年輪，通過(guò)數年輪可以推算植物的年齡?？茖W(xué)家發(fā)現巨齒鯊的脊椎骨有生長(cháng)帶，可以為推算其年齡提供信息。

巨齒鯊脊椎骨的橫斷面，示生長(cháng)帶，比例尺10厘米。（據Shimada et al., 2021）

近期，芝加哥德保羅大學(xué)(DePaul University) 的Shimada博士及其同事對保存在比利時(shí)皇家自然科學(xué)研究所的一只體長(cháng)約9.2米的巨齒鯊化石展開(kāi)了深入研究。1月11日，該研究成果發(fā)表在國際期刊雜志《Historical Biology（歷史生物學(xué)）》。而這條用于研究的巨齒鯊化石標本于十九世紀六十年代，在1500萬(wàn)年前的沉積地層中被發(fā)現。

通過(guò)對脊椎骨中生長(cháng)帶的辨識，Shimada等科研人員推測：這只巨齒鯊死亡時(shí)大約46歲。更為重要的是，推算其在出生時(shí)已達體長(cháng)兩米！他們通過(guò)研究這一巨齒鯊化石的脊椎骨，推測巨齒鯊在不同生長(cháng)階段的身體尺寸大小，認為巨齒鯊的壽命約88-100歲。

保存于比利時(shí)皇家自然科學(xué)研究所的巨齒鯊椎骨化石，通過(guò)X射線(xiàn)掃描技術(shù)展示的年生長(cháng)帶。圖示這條巨齒鯊出生和死亡時(shí)的側影，并與普通成年人體大小相比較。

前文提到巨齒鯊全球廣布，那中國有沒(méi)有發(fā)現巨齒鯊的化石呢？目前為止，巨齒鯊的牙齒化石只在我國的臺灣地區有所發(fā)現報道：在高雄的早中新世地層（距今約5、6百萬(wàn)年）中多次發(fā)現巨齒鯊的牙齒化石，大小可達10厘米以上。而在大陸其他地區，目前罕見(jiàn)巨齒鯊化石的發(fā)現報道，這可能與我國大陸地區在這一時(shí)期海洋沉積地層相對較少有關(guān)。

巨齒鯊的孕兒方式：“卵食生活”

巨齒鯊與現代海洋中的鼠鯊類(lèi)鯊魚(yú)一樣，是卵胎生。即在體內受精后，受精卵在子宮內孵化，生長(cháng)到一定大小后，再產(chǎn)下的“小寶貝”。巨齒鯊的育兒方式是“卵食生活(oophagy)”，即母親延長(cháng)撫養照顧胚胎的一種方式。最先成功孵化的受精卵將在巨齒鯊母親的子宮內“稱(chēng)王”，之后的兄弟姊妹們只能被它們殺死并吃掉，未孵化的胚胎也會(huì )被它吃掉，這一現象也被稱(chēng)為“子宮內同類(lèi)相食”。同時(shí)，母鯊的卵巢可能也一直在制造未受精的卵供“小王”食用，待長(cháng)到一定時(shí)間，體長(cháng)大約2米左右，母鯊的卵巢停止制造卵子，來(lái)到育兒地，將其產(chǎn)下。

出生時(shí)體長(cháng)可達2米的巨齒鯊不僅可以成功地進(jìn)行捕食，也可以進(jìn)行部分自我防御。這也是“子宮內同類(lèi)相食”的結果，即僅有較少的幼年巨齒鯊能夠生存和發(fā)育，使得它們在出生時(shí)，個(gè)體已相當大，賦予了它們作為大型捕食者的競爭優(yōu)勢。

場(chǎng)景復原圖：巨齒鯊胎兒（中間的巨齒鯊孕有一胎兒）可在母親子宮中長(cháng)到兩米大。（圖片來(lái)自《新科學(xué)家》雜志；版權ROMAN UCHYTEL/SCIENCE PHOTO LIBRARY）

鯊魚(yú)也需要“托兒所”？

沒(méi)錯，剛出生的巨齒鯊嬰兒不像成年個(gè)體一樣在廣海中游蕩捕食，而是生活在一些特定的淺海地區，即它們的育兒地。在這些地區，幼年的巨齒鯊可以學(xué)習捕食，且不被其它大型捕食動(dòng)物傷害。目前在許多地區的地層中，都發(fā)現了巨齒鯊有育兒地的化石證據，如西班牙、巴拿馬（當時(shí)被海水淹沒(méi)）等。育兒地為保護嬰兒巨齒鯊的成活率提供了保障，有利于種群的繁衍。育兒地經(jīng)常發(fā)現的牙齒都相對較小，顯示屬于未成年的嬰幼巨齒鯊。

它為何滅絕？

巨齒鯊捕食的鯨魚(yú)直到今天仍然遨游在全球各大洋。那么，為何巨齒鯊卻走向了滅亡？對此科學(xué)家們眾說(shuō)紛紜。

在約300萬(wàn)年前，大地構造運動(dòng)使得巴拿馬地區抬升，南美洲和北美洲相連，但它切斷了太平洋和大西洋之間的聯(lián)系，使得深海洋流發(fā)生了巨大變化，相應地對地球氣候產(chǎn)生了影響。地球變冷，進(jìn)入了冰河時(shí)代，冰川作用使得海平面下降，海水變冷，前海棲息地變少，巨齒鯊育兒地被破壞。

同時(shí)，海水洋流的變化，上升洋流減弱，使得食物貧乏，鯨魚(yú)數量顯著(zhù)下降，而作為頂級捕食者的巨齒鯊難以獲得足夠的食物更容易滅絕。一些幸存的鯨類(lèi)開(kāi)始轉向富饒的極地海域生活。極為寒冷（近冰點(diǎn)）的極地海水對巨齒鯊而言乃是“生命禁區”，但溫暖海域又相對缺乏獵物，這使得它們的生活難以為繼，只能走向衰落。

此外，鯨類(lèi)在演化當中，也產(chǎn)生了各種迅猛的大型肉食種類(lèi)，與巨齒鯊形成了正面競爭。尤其是200多萬(wàn)年前出現的智力出色、擅長(cháng)團隊合作的虎鯨類(lèi)，可能給巨齒鯊帶來(lái)了極大的生存壓力。

作者：盛捷 南谷

單位：中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所

參考文獻：

[1] Shimada K. et al., 2021. Ontogenetic growth pattern of the extinct megatooth shark Otodus megalodon—implications for its reproductive biology, development, and life expectancy. Historical Biologydoi.org/10.1080/08912963.2020.1861608

[2] Herraiz J.L. et al., 2020. Use of nursery areas by the extinct megatooth shark Otodus megalodon (Chondrichthyes: Lamniformes). Biology Letters 16: 20200746.

[3] Shah K., 2021. Megalodon sharks grew two meters long in the uterus by eating eggs. www. newscientist.com/artcle/2264340

[4] Weisberger M., 2021. Megalodon shark mamas had human-size cannibal babies. https://www.livescience.com/megalodon-babies-human-size.html

[5] 居氏鼬鯊，2020. 【巨齒鯊】滄海之皇的發(fā)掘之旅——巨齒鯊和大白鯊到底是什么關(guān)系？https://www.bilibili.com/video/BV1St4y1q7eB

[6]https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%B7%A8%E7%89%99%E9%AF%8A

文章首發(fā)于科學(xué)大院，僅代表作者觀(guān)點(diǎn)，不代表深圳科普網(wǎng)立場(chǎng)。


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