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Wovon sich ausgestorbene Tiere ernährt haben, kann Aufschluss über ihre Lebensweise, ihr Verhalten, ihre Evolution und letztlich auch ihr Aussterben geben. Den Speiseplan eines Tieres Millionen Jahre später zu entschlüsseln, gestaltet sich aber oft schwierig, denn chemische Indikatoren zur Ernährungsweise sind in so altem organischen Material kaum noch erhalten. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat nun mithilfe einer neuen Methode untersucht, wovon sich der Otodus megalodon, der größte jemals existierende Hai, ernährt hat.
Megazahnhaie wie der Megalodon (Otodus megalodon) lebten vor 23 bis 3,6 Millionen Jahren in den Ozeanen der Welt und erreichten wohl eine Länge von bis zu 20 Metern. Zum Vergleich: Die größten heute lebenden weißen Haie sind mit einer Gesamtlänge von sechs Metern nur etwa ein Drittel so groß. Um die gigantische Größe des Megalodon und sein Aussterben zu erklären, diskutieren Forschende verschiedene Faktoren, wobei seine Ernährungsweise und der Wettbewerb um Nahrungsressourcen oft als Schlüsselfaktoren betrachtet werden.
In der aktuellen Studie analysierte ein internationales Forschungsteam das Verhältnis stabiler Zinkisotope in modernen und fossilen Haifischzähnen aus der ganzen Welt, darunter Zähne von Megalodon sowie modernen und fossilen weißen Haien. Mit der neuen Methode können die Forschenden bestimmen, auf welcher trophischen Ebene sich ein Tier befindet, welchen Platz es in der Nahrungskette einnimmt oder einnahm. Dabei ist die Analyse von Zinkisotopen aus dem hochmineralisierten Zahnschmelz vergleichbar mit der weitaus etablierteren Stickstoffisotopenanalyse des Zahnkollagens, des organischen Gewebes im Zahndentin, mit deren Hilfe man beispielsweise feststellen kann, ob ein Tier sich hauptsächlich von tierischen Eiweißen ernährt hat oder eher ein Pflanzenfresser war.
„Das in Knochen und Zähnen enthaltene Protein Kollagen, das für diese Analysen benötigt wird, ist jedoch langfristig schwer erhaltungsfähig, so dass eine herkömmliche Stickstoffisotopenanalyse nicht möglich ist“, erklärt Erstautor Jeremy McCormack, Forscher am Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie und an der Goethe-Universität Frankfurt. „Es ist uns nun erstmals gelungen, anhand von Zinkisotopensignaturen in der hochmineralisierten Schmelzkrone fossiler Haifischzähne, Rückschlüsse über die Ernährung dieser Tiere zu treffen“, ergänzt Thomas Tütken, Professor am Institut für Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.
Vergleich der Zinkisotopensignale bei fossilen und modernen Haien
Mithilfe der neuen Methode verglich das Team die Zinkisotopensignaturen der Zähne mehrerer ausgestorbener Arten aus dem frühen Miozän (vor 20,4 bis 16,0 Millionen Jahren) und dem frühen Pliozän (vor 5,3 bis 3,6 Millionen Jahren) mit der von modernen Haien. „Die Zinkisotopensignale sind in fossilen und den dazugehörigen modernen Arten jeweils kohärent. Das stärkt unser Vertrauen in die Analysemethode und deutet darauf hin, dass es möglicherweise minimale Unterschiede bei den Zinkisotopenwerten gibt, die marinen Nahrungsnetzen zugrunde liegen – ein auch bei Stickstoffisotopenanalysen bekannter Störfaktor“, erklärt Sora Kim, Professorin an der University of California Merced.
Anschließend bestimmten die Forschenden die Zinkisotopenverhältnisse von Megalodon-Zähnen aus dem frühen Pliozän, von noch älteren Megazahnhaien (Otodus chubutensis) aus dem frühen Miozän sowie von damals und heute lebenden weißen Haien, um zu untersuchen, welche Wechselwirkungen es zwischen diesen ikonischen Arten, ihrem Ökosystem und einander gegeben hat. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass sowohl der Megalodon als auch sein Vorfahre in der Tat Spitzenprädatoren waren, die sich weit oben in ihrer jeweiligen Nahrungskette ernährten“, sagt Michael Griffiths, Professor an der William Paterson University. „Aber was wirklich bemerkenswert ist: Die Zink-Isotopenwerte von Haizähnen aus dem frühen Pliozän aus North Carolina deuten darauf hin, dass sich die trophischen Ebenen der frühen weißen Haie und des viel größeren Megalodon weitgehend überschneiden.“
Nahrungskonkurrenz von Megalodon mit weißen Haien
„Unsere Ergebnisse deuten zumindest auf eine gewisse Überschneidung der von beiden Haiarten gejagten Beute hin“, erklärt Kenshu Shimada, Professor an der DePaul University in Chicago. „Obwohl das Thema noch weiter erforscht werden sollte, zeigen unsere Ergebnisse die Möglichkeit eines Nahrungswettbewerbs zwischen Megalodon und den ebenfalls im frühen Pliozän lebenden weißen Haien auf.“
Neue Isotopenanalysemethoden, wie die des Zink, öffnen ein Fenster in die Vergangenheit. „Unsere Forschung zeigt, dass es möglich ist, mit Hilfe von Zinkisotopen die Ernährungsweise und trophische Ökologie ausgestorbener Tiere über Millionen von Jahre hinweg zu rekonstruieren und dass diese Methode auch auf andere Gruppen fossiler Tiere, einschließlich unserer eigenen Vorfahren, anwendbar ist“, schließt McCormack.
Dr. Jeremy McCormack
Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie, Leipzig & Goethe-Universität Frankfurt
+49 69 7984-0191
mccormack@em.uni-frankfurt.de
Jeremy McCormack et al.
Trophic position of Otodus megalodon and great white sharks through time revealed by zinc isotopes
Nature Communications, 31 May 2022, https://doi.org/10.1038/s41467-022-30528-9
Vergleich der Zahngröße zwischen einem Zahn des ausgestorbenen Otodus megalodon aus dem frühen Plioz ...
© MPI f. evolutionäre Anthropologie
Erstautor Jeremy McCormack isoliert Zink aus Haifischzahnproben durch Säulenchromatographie in einem ...
© MPI f. evolutionäre Anthropologie
Criteria of this press release:
Journalists
Biology, Environment / ecology, History / archaeology, Oceanology / climate
transregional, national
Research results
German
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