Des scientifiques ont découvert que le requin mégalodon, espèce disparue, avait le sang chaud, comme l’indiquent les isotopes présents dans l’émail de ses dents. Leurs recherches suggèrent que le mégalodon pouvait maintenir une température corporelle supérieure d’environ 13 degrés Fahrenheit à celle de l’eau environnante, une différence significative par rapport à d’autres requins contemporains.
Un tueur, oui. Mais l’analyse des minéraux des dents révèle comment ce prédateur à sang chaud maintenait sa température corporelle.
Des chercheurs ont déterminé que le requin mégalodon disparu avait le sang chaud, capable de maintenir sa température corporelle à un niveau supérieur à celle de l’eau environnante. Cependant, l’énergie nécessaire à cette régulation de la température pourrait avoir contribué à l’extinction du mégalodon au cours de l’évolution des écosystèmes marins de l’époque du Pliocène.
Le plus grand prédateur marin qui ait jamais existé n’était pas un tueur à sang froid.
Un tueur, oui. Mais une nouvelle analyse réalisée par des spécialistes de l’environnement de l’université de Californie à Los Angeles (UCLA), de l’université de Californie à Merced et de l’université William Paterson met en lumière la capacité de cet animal à sang chaud à réguler sa température corporelle – et pourrait contribuer à expliquer sa disparition.
Après avoir analysé les isotopes présents dans l’émail des dents de l’ancien requin, disparu il y a environ 3,6 millions d’années, les scientifiques ont conclu que le mégalodon pouvait maintenir une température corporelle supérieure d’environ 13 degrés Fahrenheit (environ 7 degrés Celsius) à celle de l’eau environnante.
Cette différence de température est plus importante que celles qui ont été déterminées pour d’autres requins qui vivaient aux côtés du mégalodon et est suffisamment importante pour classer les mégalodons dans la catégorie des animaux à sang chaud.
Les mégalodons, qui se sont éteints il y a 3,6 millions d’années, auraient atteint une longueur de 15 mètres. Crédit : Alex Boersma/PNAS
L’article, publié le 26 juin dans Proceedings of the National Academy of Sciences, suggère que la quantité d’énergie utilisée par le mégalodon pour rester au chaud a contribué à son extinction. Il a également des implications pour la compréhension des changements environnementaux actuels et futurs.
« L’étude des facteurs à l’origine de l’extinction d’un requin prédateur très performant comme le mégalodon peut nous éclairer sur la vulnérabilité des grands prédateurs marins dans les écosystèmes océaniques modernes qui subissent les effets du changement climatique en cours », a déclaré le chercheur principal Robert Eagle, professeur adjoint de sciences atmosphériques et océaniques à l’UCLA et membre de l’Institut de l’environnement et du développement durable de l’UCLA.
Les mégalodons, dont on pense qu’ils atteignaient jusqu’à 15 mètres de long, appartenaient à un groupe de requins appelés requins-maquereaux, dont font partie aujourd’hui le grand requin blanc et le requin renard. Alors que la plupart des poissons sont à sang froid, avec une température corporelle identique à celle de l’eau environnante, les requins-maquereaux maintiennent la température de tout ou partie de leur corps à un niveau légèrement supérieur à celui de l’eau qui les entoure, qualités appelées respectivement mésothermie et endothermie régionale.
La dent supérieure d’un mégalodon (à droite) dépasse celle d’un requin blanc. Crédit photo : Harry Maisch/Florida Gulf Coast University
Les requins stockent la chaleur générée par leurs muscles, ce qui les différencie des animaux à sang chaud ou endothermiques comme les mammifères. Chez les mammifères, une région du cerveau appelée hypothalamus régule la température corporelle.
Diverses sources de données ont suggéré que le mégalodon aurait pu être mésotherme. Mais en l’absence de données sur les tissus mous qui régissent la température corporelle des requins modernes, il est difficile de déterminer si et dans quelle mesure le megalodon était endothermique.
Dans cette nouvelle étude, les scientifiques ont cherché des réponses dans les restes fossiles les plus abondants du mégalodon : ses dents. L’un des principaux composants des dents est un minéral appelé apatite, qui contient des atomes de carbone et d’oxygène. Comme tous les atomes, le carbone et l’oxygène peuvent se présenter sous des formes « légères » ou « lourdes », appelées isotopes, et la quantité d’isotopes légers ou lourds qui composent l’apatite lors de sa formation peut dépendre d’une série de facteurs environnementaux. La composition isotopique des dents fossiles peut donc révéler des informations sur le lieu de vie d’un animal et les types d’aliments qu’il consommait, ainsi que – pour les vertébrés marins – des informations telles que la composition chimique de l’eau de mer où l’animal vivait et la température corporelle de l’animal.
« On peut considérer les isotopes préservés dans les minéraux qui composent les dents comme une sorte de thermomètre, mais dont la lecture peut être conservée pendant des millions d’années », explique Randy Flores, doctorant à l’UCLA et membre du Center for Diverse Leadership in Science, qui a participé à l’étude. « Comme les dents se forment dans les tissus d’un animal vivant, nous pouvons mesurer la composition isotopique des dents fossiles afin d’estimer la température à laquelle elles se sont formées, ce qui nous indique la température corporelle approximative de l’animal au cours de sa vie.
Comme la plupart des requins anciens et modernes sont incapables de maintenir une température corporelle nettement supérieure à celle de l’eau de mer environnante, les isotopes présents dans leurs dents reflètent des températures qui s’écartent peu de la température de l’océan. En revanche, chez les animaux à sang chaud, les isotopes présents dans les dents enregistrent l’effet de la chaleur corporelle produite par l’animal, ce qui explique pourquoi les dents indiquent des températures plus chaudes que l’eau de mer environnante.
Les chercheurs ont émis l’hypothèse que toute différence entre les valeurs isotopiques du mégalodon et celles d’autres requins ayant vécu à la même époque indiquerait dans quelle mesure le mégalodon pouvait réchauffer son propre corps.
Les chercheurs ont collecté des dents du mégalodon et d’autres requins contemporains dans cinq endroits du monde et les ont analysées à l’aide de spectromètres de masse à l’UCLA et à l’UC Merced. En utilisant la modélisation statistique pour estimer les températures de l’eau de mer sur chaque site où les dents ont été collectées, les scientifiques ont constaté que les dents des mégalodons donnaient systématiquement des températures moyennes qui indiquaient qu’ils avaient une capacité impressionnante à réguler la température de leur corps.
Son corps plus chaud permettait au mégalodon de se déplacer plus rapidement, de tolérer des eaux plus froides et de se répandre dans le monde entier. Mais c’est cet avantage évolutif qui pourrait avoir contribué à sa chute, écrivent les chercheurs.
Le mégalodon vivait à l’époque du pliocène, qui a commencé il y a 5,33 millions d’années et s’est achevée il y a 2,58 millions d’années, et le refroidissement de la planète au cours de cette période a provoqué des changements écologiques et du niveau de la mer auxquels le mégalodon n’a pas survécu.
« Le maintien d’un niveau d’énergie permettant au mégalodon d’avoir une température corporelle élevée nécessiterait un appétit vorace qui n’aurait peut-être pas été viable à une époque où l’équilibre des écosystèmes marins changeait et où il aurait peut-être même dû rivaliser avec de nouveaux venus tels que le grand requin blanc », a déclaré M. Flores.
Aradhna Tripati, co-directrice du projet, professeur de sciences de la Terre, des planètes et de l’espace à l’UCLA et membre de l’Institut de l’environnement et du développement durable, a déclaré que les scientifiques prévoyaient maintenant d’appliquer la même approche à l’étude d’autres espèces.
« Après avoir établi l’endothermie chez le mégalodon, la question se pose de savoir à quelle fréquence on la retrouve chez les prédateurs marins au sommet de la chaîne alimentaire au cours de l’histoire géologique », a-t-elle déclaré.
Référence : « Endothermic physiology of extinct megatooth sharks » par Michael L. Griffiths, Robert A. Eagle, Sora L. Kim, Randon J. Flores, Martin A. Becker, Harry M. Maisch IV, Robin B. Trayler, Rachel L. Chan, Jeremy McCormack, Alliya A. Akhtar, Aradhna K. Tripati et Kenshu Shimada, 26 juin 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2218153120