כושר המצאה אבולוציוני: איך כרישים עתיקים שרדו את האוקיינוסים החמים ביותר של כדור הארץ

שינויי האקלים לא היו בעיה עבור הדג הגדול

מחקרים מראים שכרישים התפתחו מתושבי קרקעית לטורפי אוקיינוס ​​פתוח במהלך אירוע התחממות כדור הארץ שעבר, והסתגלו עם שינויים פיזיים כמו סנפירים מוארכים כדי להפוך לשחיינים יעילים יותר.

הכרישים שאנו מכירים כיום בתור הטורפים העליונים של האוקיינוס ​​הפתוח התפתחו ממשכני קרקעית עבותים במהלך אפיזודה דרמטית של התחממות כדור הארץ לפני מיליוני שנים.

שפיכה מסיבית של לבה וולקנית לפני כ-93 מיליון שנה גרמה לרמות הפחמן הדו-חמצני להמריא, ויצרה אקלים חממה שדחף את טמפרטורות האוקיינוסים לרמות החמות ביותר. חוקרי אוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד (UCR) גילו שכמה כרישים הגיבו לחום עם סנפירי חזה מוארכים.

גילוי וניתוח מדעיים

תגלית זו מתועדת במאמר שפורסם היום (3 ביוני) בכתב העת ביולוגיה נוכחית. זה נעשה על ידי לקיחת אורך גוף ומדידות סנפירים מלמעלה מ-500 כרישים חיים ומאובנים מִין.

"סנפירי החזה הם מבנה קריטי, הדומה לזרועותינו", אמר הדוקטורנט לביולוגיה של UCR ומחבר המאמר הראשון פיליפ סטרנס. "מה שראינו בסקירה של מערך נתונים עצום, היה שהסנפירים האלה שינו צורה כשהכרישים הרחיבו את בית הגידול שלהם מהקרקעית לאוקיינוס ​​הפתוח."

התאמות ויעילות

סנפירי חזה ארוכים יותר עוזרים להפוך את תנועות הכריש ליעילות הרבה יותר. "הסנפירים שלהם דומים לכנפיים של מטוסים מסחריים, ארוכים וצרים, כדי למזער את כמות האנרגיה הדרושה לתנועה", אמר סטרנס.

החוקרים גם ראו שכרישי המים הפתוחים הלכו מהר יותר בהשוואה לכרישים בקרקעית. "שריר הכריש רגיש מאוד לטמפרטורה", אמר טים הייאם, פרופסור במחלקה לאבולוציה, אקולוגיה וביולוגיה אורגניזמית של UCR ומחבר שותף במאמר.

"הנתונים עזרו לנו ליצור מתאם בין טמפרטורות גבוהות יותר, תנועת זנב ומהירויות שחייה", אמר Higham.

בתי גידול ולחצים אבולוציוניים

רוב מיני הכרישים החיים הם עדיין תושבי תחתית, תופסים את מה שמדענים מכנים את האזור הבנתי. הכרישים היבשתיים הללו אינם גדולים בתרבות הפופולרית כמו קרוביהם העזים במים הפתוחים. רבים מתושבי התחתית הם טורפים צנומים, שטוחים יותר, בינוניים יותר.

רק כ-13% מהכרישים המודרניים הם טורפים במים פתוחים השוחים במהירות. החוקרים מאמינים שייתכן שהנשימה הפכה לקשה עבור קרוביהם הקדומים. רמות החמצן ליד התחתית במהלך קרטיקון התקופה ככל הנראה ירדה ככל שהחום גבר.

מגמות טמפרטורה והקשר היסטורי

טמפרטורות פני הים המודרניות בממוצע כ-68 מעלות פרנהייט. בקרטיקון הם היו הרבה יותר חמים, והגיעו לממוצע של כ-83 מעלות. החום הגבוה של הקרטיקון לא התרחש בן לילה, וכך גם האבולוציה של הכרישים.

"היו לנו טמפרטורות די חמות של פני הים הפתוח לאורך כל העידן, ואז עלייה ברורה שהתרחשה על פני תקופה של מיליון או שניים", אמר פרופסור חבר במכללת Claremont McKenna ומחבר המאמר לארס שמיץ.

ההשפעה האבולוציונית של שינויי האקלים

כשההתחממות הגלובלית הניעה התפתחות בקבוצות מסוימות של בעלי חיים, כולל כרישים, היא גרמה להכחדה של אחרים. מכיוון ששינויים אבולוציוניים אלה התרחשו בקנה מידה ארוך יותר בעבר, קשה לחזות בדיוק כיצד כרישים או חיים ימיים אחרים יגיבו למגמות ההתחממות הנוכחיות.

ביולוגים רואים כמה כרישים, כולל מינים טרופיים כמו כרישי נמר וכרישי שוורים, מתחילים לשחות רחוק יותר צפונה. אבל לא ברור אם הכרישים המאוימים יוכלו שוב להסתגל למקום בו הם חיים ולשרוד את החום הגובר במהירות.

"הטמפרטורה עולה כל כך מהר עכשיו, אין שום דבר בשיא הגיאולוגי שאני מודע אליו שנוכל להשתמש בו לצורך השוואה אמיתית", אמר סטרנס.