大白鲨是海洋中最大的掠食性鲨鱼，体长可达 20 英尺。但情况并非总是如此。数百万年前，巨齿鲨家族孕育出了有史以来最大的食肉动物之一： Otodus megalodon ，据估计其体长可达 50 到 60 英尺。
然而，巨大的巨齿鲨在大约 360 万年前从化石记录中突然消失——这距离大白鲨的出现并不久。科学家们推测，这两种鲨鱼可能为了争夺猎物而发生竞争，最终导致了巨齿鲨的灭绝。
一项于 5 月 31 日发表在《自然-通讯》杂志上的研究 为这一观点提供了间接支持。研究人员比较了现存和已灭绝鲨鱼牙齿的化学成分，并得出结论，大白鲨和巨齿鲨占据了史前食物链中相似的位置。
“巨齿鲨在很多方面都是一个谜，”意大利比萨大学的古生物学家 Alberto Collareta 说，他没有参与这项研究。Collareta 曾研究过 可能是由巨齿鲨造成的、保存在小须鲸和鳍足类动物（包括海豹及其近亲的类群）的化石骨骼上的咬痕。我们对巨齿鲨食性的理解主要基于这些痕迹以及鲨鱼的锯齿状牙齿，这些牙齿比它们的软骨骨骼更容易形成化石。
Collareta 表示，这项新论文“非常有帮助且富有洞察力，因为它提供了定量、地球化学数据来验证之前的假设。”
大约 400 万年前，大白鲨开始 venturing beyond the Pacific Ocean and showing up in seas around the world。正如南卡罗来纳州查尔斯顿学院的古生物学家 Robert Boessenecker 及其同事先前提出的那样，这一事件可能 加速了巨齿鲨的灭亡。
Boessenecker 在一封电子邮件中写道：“当时我以为这有点像无的放矢，并没有真正认真思考如何检验这个假设。”新研究“不仅尝试这样做了，还发现了加强这一假设的证据！”
德国歌德大学的地球科学家、新论文的合著者 Jeremy McCormack 表示，动物的食性可以揭示其行为和在生态系统中的作用。在每个生态系统中，动物都存在于一个称为营养级的层级中——它们是食草动物、顶级掠食者，还是介于两者之间。研究人员通常通过检查其体内的氮的不同版本（同位素）来确定动物的营养级。动物通过猎物积累“较重”的氮同位素：该同位素在掠食者的牙齿牙质、骨胶原和角蛋白中更普遍。然而，这些组织不易形成化石，因此该技术仅适用于现代和近期形成化石的动物。
相比之下，锌——一种对植物、动物和其他生物至关重要的营养素——被沉积在牙齿最坚固的部分：釉质，或者在鲨鱼的情况下，是釉质质。这在牙齿形成化石时得以保存。此外，在食物链中较高的动物中，“较轻”的锌的比例相对于“较重”的锌同位素会增加。McCormack 说，科学家们只是最近才开始使用这种技术，他的团队的研究是首次将其应用于鲨鱼。
研究人员检查了 20 种现存鲨鱼和其他鱼类的牙齿，包括虎鲨、牛鲨、马鲛鲨、鳐鱼和比目鱼，以及 14 种已灭绝鲨鱼的牙齿。分析包括现存和已灭绝的大白鲨牙齿。
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当他们比较巨齿鲨和已灭绝大白鲨牙齿中的锌含量时，他们发现了相似的轻重锌同位素比例。这表明这些动物在食物链中处于相似的位置。它们可能以某些相同的海洋哺乳动物为食。
McCormack 说：“我不会肯定地说它们绝对是那个海洋生态系统的顶级掠食者。”但这两种鲨鱼“绝对处于食物链的顶端。”
虎鲨牙齿的锌同位素比例与史前牙齿相同，这表明它们的营养级在数百万年里变化不大。但现代大白鲨似乎比它们的祖先处于更高的营养级。此外，营养级最高的鲨鱼不是巨齿鲨，而是它的祖先 *Otodus chubutensis*。
某些猎物动物——小型须鲸——的兴衰可能是这些营养级转移的根源。
须鲸消耗大量的低等食物链生物，如磷虾，而不是齿鲸（如虎鲸） 喜欢的体型较大的鱼类、海豹和其他动物。Boessenecker 说，须鲸在 *O. chubutensis* 时代“相当罕见”。这意味着 *O. chubutensis* 可能以齿鲸为食。
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后来，出现了比现代近亲小得多的须鲸，它们可能成为了巨齿鲨和早期大白鲨的猎物。这些鲸鱼在巨齿鲨灭绝时基本从化石记录中消失了。它们的消失可能导致现代大白鲨转向食物链中更高的层级。
Collareta 说，将锌同位素分析扩展到巨齿鲨和大白鲨可能捕食的海洋哺乳动物，可以增加这些动物以相似营养级为食的结论的说服力。
McCormack 说：“我们首次证明，锌同位素确实可以保存数百万年的饮食信号。这种方法非常有前景，但当然我们需要进一步研究，才能真正掌握锌在生物体内以及在不同营养级中的行为。”
其他古生物学家对古代锌的潜力感到兴奋。Boessenecker 说：“这是一个强大的新工具，可以进一步研究已灭绝海洋脊椎动物的营养结构，我热切期待将类似的方法应用于已灭绝的海洋哺乳动物。”
