Les grands requins blancs sont les plus grands requins prédateurs à parcourir les mers du monde, atteignant jusqu'à 20 pieds de long. Mais ce n'était pas toujours le cas. Il y a des millions d'années, la famille des requins mégadents a donné naissance à l'un des plus grands carnivores qui ait jamais vécu :Otodus megalodon , qui est estimé avoir atteint 50 à 60 pieds.
Pourtant, l'immense mégalodon a brusquement disparu des archives fossiles il y a environ 3,6 millions d'années, peu de temps après l'émergence des grands requins blancs. Les scientifiques ont émis l'hypothèse que les deux espèces auraient pu se disputer des proies, contribuant finalement à l'extinction du mégalodon.
Une étude publiée le 31 mai dans Nature Communications offre un soutien indirect à cette idée. Les chercheurs ont comparé la composition chimique des dents de requins vivants et éteints, et ont conclu que les grands requins blancs et les mégalodons occupaient des échelons similaires de la chaîne alimentaire préhistorique.
"Megalodon est une énigme à bien des égards", explique Alberto Collareta, paléontologue à l'Université de Pise en Italie, qui n'a pas participé à la recherche. Collareta a étudié les morsures, probablement faites par des requins mégalodons, sur les os fossilisés de petites baleines à fanons et de pinnipèdes (le groupe englobant les phoques et leurs proches). Notre compréhension du régime alimentaire du mégalodon repose principalement sur ces marques et sur les dents dentelées des requins, qui sont plus susceptibles de se fossiliser que leurs squelettes cartilagineux.
Le nouvel article "est très utile et très perspicace en ce qu'il fournit des données géochimiques quantitatives pour vérifier les hypothèses précédentes", a déclaré Collareta.
Les grands requins blancs ont commencé à s'aventurer au-delà de l'océan Pacifique et à apparaître dans les mers du monde entier il y a environ 4 millions d'années. Cet événement a peut-être accéléré la disparition du mégalodon, comme Robert Boessenecker, un paléontologue au Collège de Charleston en Caroline du Sud qui n'était pas non plus impliqué dans la recherche, et ses collègues l'ont précédemment suggéré.
"À l'époque, j'ai pensé que c'était un peu un coup de feu dans le noir et je n'ai pas vraiment réfléchi à la façon dont l'hypothèse serait testée", a écrit Boessenecker dans un e-mail. La nouvelle étude "a non seulement tenté de le faire, mais a trouvé des preuves renforçant l'hypothèse !"
Le régime alimentaire d'un animal en dit long sur son comportement et son rôle dans l'écosystème, déclare Jeremy McCormack, géoscientifique à la Goethe-University Frankfurt en Allemagne et co-auteur du nouvel article. Au sein de chaque écosystème, les animaux existent dans une hiérarchie connue sous le nom de niveaux trophiques, qu'ils soient herbivores, prédateurs supérieurs ou quelque part entre les deux. Les chercheurs déterminent généralement le niveau d'un animal en examinant différentes versions, ou isotopes, de l'azote dans son corps. Les animaux accumulent l'isotope d'azote "plus lourd" de leurs proies :l'isotope est plus répandu dans la dentine dentaire, le collagène osseux et la kératine des prédateurs. Cependant, ces tissus ne se fossilisent pas bien, donc la technique ne fonctionne que pour les animaux modernes et récemment fossilisés.
En revanche, le zinc - un nutriment essentiel pour les plantes, les animaux et d'autres organismes - se dépose dans la partie la plus solide des dents :l'émail ou, dans le cas des requins, l'émailoïde. Celle-ci est préservée lorsque les dents se fossilisent. De plus, la proportion de zinc "plus léger" augmente par rapport à l'isotope de zinc "plus lourd" chez les animaux situés plus haut dans la chaîne alimentaire. Les scientifiques n'ont commencé à utiliser cette technique que récemment, dit McCormack, et l'étude de son équipe est la première à l'appliquer aux requins.
Les chercheurs ont examiné les dents de 20 espèces actuelles de requins et d'autres poissons, dont des requins tigres, des requins bouledogues, des requins mako, des lottes et des flétans, ainsi que 14 requins fossilisés. L'analyse a porté à la fois sur les dents actuelles et fossilisées du grand requin blanc.
Lorsqu'ils ont comparé les niveaux de zinc dans le mégalodon et les dents de grand requin blanc fossilisées, ils ont trouvé des rapports similaires entre les isotopes de zinc légers et lourds. Cela indique que les animaux se sont nourris à des positions similaires dans la chaîne alimentaire. Ils ont peut-être ciblé certains des mêmes mammifères marins.
"Je ne dirais pas nécessairement qu'ils étaient définitivement les principaux prédateurs de cet écosystème marin", déclare McCormack. Mais les deux espèces de requins "étaient certainement en haut de la chaîne alimentaire".
Les dents de requin tigre avaient les mêmes ratios d'isotopes de zinc que les dents préhistoriques, ce qui suggère que leur niveau trophique n'a pas beaucoup changé depuis des millions d'années. Mais les grands requins blancs modernes semblent avoir atteint un niveau un peu plus élevé que leurs prédécesseurs. De plus, le requin au niveau trophique le plus élevé n'était pas le mégalodon mais son ancêtre Otodus chubutensis .
L'ascension et la chute de certaines proies - les petites baleines à fanons - peuvent sous-tendre ces changements trophiques.
Les baleines à fanons consomment de grandes quantités d'organismes situés au bas de la chaîne alimentaire, tels que le krill, au lieu des poissons, phoques et autres animaux plus volumineux que préfèrent les baleines à dents telles que les orques. Les baleines à fanons étaient "assez rares" à l'époque de O. chubutensis , a déclaré Boessenecker. Cela signifie que O. chubutensis probablement nourri de baleines à dents à la place.
Plus tard, des baleines à fanons - beaucoup plus petites que leurs parents actuels - sont apparues sur la scène et auraient pu être un gibier équitable pour les mégalodons et les premiers grands blancs. Ces baleines disparaissent pour la plupart des archives fossiles à l'époque où le mégalodon s'est éteint. Leur absence a peut-être conduit les grands blancs modernes à dîner plus haut dans la chaîne alimentaire.
Étendre l'analyse des isotopes du zinc aux mammifères marins que les mégalodons et les grands requins blancs auraient pu manger pourrait ajouter du poids à la conclusion selon laquelle les animaux se nourrissaient à des niveaux trophiques similaires, dit Collareta.
"Nous montrons pour la première fois que les isotopes du zinc préservent le signal alimentaire pendant des millions d'années", déclare McCormack. "Cette méthode est très prometteuse, mais nous devons bien sûr approfondir cette question pour vraiment comprendre comment le zinc se comporte dans un organisme et à différents niveaux trophiques."
D'autres paléontologues sont enthousiasmés par la promesse du zinc ancien. "Il s'agit d'un nouvel outil puissant pour examiner plus en détail la structure trophique des vertébrés marins disparus", a déclaré Boessenecker, "et j'attends avec impatience que des méthodes similaires soient utilisées sur les mammifères marins fossiles."
