科學新的研究表明，史前巨齒鲨——有史以來最大的鲨魚——是最終的頂級掠食者，在食物鍊中的運作高于曆史上任何其他海洋掠食者。研究表明，巨齒鲨——最大的巨齒鲨，大小與城市公共汽車相當——在史前食物網中的位置比現代鲨魚更高。
巨齒鲨
研究人員通過分析鲨魚巨大牙齒中的氮同位素發現了這一發現，這些牙齒可能比人的手還大。一種或另一種鲨魚早在恐龍出現之前就已經存在了——超過四億年。這些巨齒鲨是在恐龍滅絕并統治海洋直到三百萬年前才進化而來的。
我們習慣于将最大的物種——藍鲸、鲸鲨，甚至大象和梁龍——視為濾食者或食草動物，而不是掠食者，但巨齒鲨和其他巨齒鲨确實是吃其他掠食者的巨大食肉動物。
國外一個團隊的研究發現了明确的證據，表明巨齒鲨及其一些祖先處于古代食物鍊的最高層。以至于它們一定在一個複雜的食物網中吃掉了其他捕食者和捕食者。
為了重建史前海洋食物網，科學家測量了鲨魚牙齒的氮同位素——它可以像時間機器一樣用來解碼生物在食物鍊中的位置。生态學家早就知道，有機體的氮 15 越多，其營養水準就越高，但科學家們以前從未能夠測量這些已滅絕的掠食者牙齒牙釉質層中儲存的微量氮。
新的分析具有挑戰性——即使是最大的牙齒也隻有一層薄薄的牙釉質外殼，其中的氮成分隻是微量，需要高精度的工作。他們使用定制的自動化一氧化二氮制備系統提取、純化、濃縮并将氣體輸送到專門的穩定同位素比質譜儀。巨齒鲨牙齒中高水準的同位素氮 15 向研究人員表明，這些鲨魚中的許多人的飲食完全由頂級食肉動物組成，而這些食肉動物本身以其他大型食肉動物為食，就像今天的北極熊和逆戟鲸一樣。
食物網底部的許多植物、藻類和其他物種将空氣或水中的氮轉化為組織中的氮。然後，吃掉它們的生物會将這些氮吸收到自己的身體中，并優先排出更多的氮的較輕同位素氮 14，而不是其較重的表親氮 15。這意味着當您攀爬食物鍊時，氮 15 會在生物體内積聚。在這個前提下，科學家花費了數十年時間開發檢測有機體細胞中氮同位素的方法——這樣做揭示了它們在古代食物鍊中的位置。該技術已經被其他研究人員用于地質學最近的樣本研究。但是，即使是在更年長的動物中，氮分析所需的軟組織也很少得到儲存。
巨齒鲨牙齒
巨齒鲨牙齒
更複雜的是，鲨魚沒有骨頭——它們的骨骼是由軟骨制成的。但鲨魚确實有一張進入化石記錄的金票：牙齒。牙齒比骨頭更容易儲存，因為它們包裹在牙釉質中，牙釉質是一種堅硬的材料，幾乎不受大多數分解細菌的影響。
牙齒被設計成具有化學和實體抵抗力，是以它們可以在口腔的化學反應非常強烈的環境中生存，并分解可能有堅硬部分的食物。此外，鲨魚在不斷地生長和脫落牙齒，這意味着每條鲨魚在其一生中都會長出數千顆牙齒。通過從不同時期的一系列鲨魚牙齒化石中擷取資料，研究人員能夠追蹤它們的營養水準與它們的大小。