近2000万年前，鲨鱼几乎灭绝——无人知晓原因

本文最初发布于2021年11月15日。

鲨鱼是幸存者。它们是一种古老的动物，可追溯到至少3.59亿至4.19亿年前的泥盆纪，它们比我们今天所知的许多生命都古老。它们出现于草、恐龙和哺乳动物之前。它们出现于土星环形成（1000万至1亿年前）之前。

经历了地球上许多次大规模灭绝事件，这些有鳍的掠食者依然幸存了下来。导致恐龙灭绝的K-T灭绝事件，只消灭了大约30%的鲨鱼。

然而，今年6月发表在《科学》杂志上的一项研究，通过研究鲨鱼留下的盾鳞，发现了一些相当令人震惊的事情。大约在1900万年前，鲨鱼经历了一次它们自己的灭绝事件。远洋（或称开放水域）鲨鱼物种的70%以上消失了，它们的数量减少了90%。原因尚不清楚。

鲨鱼牙齿外壳中的线索

耶鲁大学海洋学家兼古生物学家Elizabeth Sibert解释说，当我们想到化石鲨鱼时，我们往往会想到它们的牙齿。但鲨鱼是奇特的鱼类。“它们全身覆盖着变异的牙齿。或者，也许它们的牙齿是变异的鳞片，”她说。“无论哪种情况都非常酷。而且它们脱落鳞片的方式和脱落牙齿的方式一样。”

尽管脱落数量远超普通牙齿，但这些被称为盾鳞的小鳞片却极其难以找到。但Sibert有猎捕微小化石有孔虫（一种单细胞海洋生物）的背景，这为她猎捕鲨鱼的微化石做好了充分准备。

Sibert在她的博士论文中研究了 K-T灭绝事件，试图建立鲨鱼数量的基线，以确定它们在该事件期间的下降是真实的下降，还是只是随时间发生的正常种群波动。她在南太平洋环流区找到了一处可以钻取过去8000万年连续沉积岩芯的地方，不受构造板块的影响。

她发现，在 K-T事件之前，海洋中鲨鱼与鱼类的比例约为1:1。之后，变成了1:5。“这种（比例）在接下来的4000万年里一直保持在1:5，这是一个非常非常长的时间。直到1900万年前，鲨鱼数量急剧下降。”这是一个惊人的发现：没有重大的气候事件可以作为原因。

显然发生了什么。但具体是什么？又有多严重？

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绘制1400张鲨鱼皮肤图

这时，她的合著者Leah Rubin加入了进来。那时她还是一个本科生，从未想过要研究古生物学或鲨鱼。她对渔业和海洋哺乳动物感兴趣。但历史背景在保护生态学中非常重要。“我一直很喜欢动物的不同部位如何让我们了解它们的生活史：鲸鱼的耳垢、海象的象牙，”她说。“然后我遇到了Elizabeth，她将这种背景延伸到了数百万年前。”

Sibert说，这项任务非常艰巨。“关于脊椎动物古生物学的一个笑话是：大多数人可以从一个标本写出一篇论文。我必须在我的论文中放入1400个标本才能使其有价值。”

Rubin说，Sibert知道这次灭绝事件，“但我的工作是描述它是什么样子的。创建一种区分盾鳞的代码，进行分组，试图弄清楚那些死去的鲨鱼是谁。” Rubin是另一所大学的本科生，她利用暑假和寒假来完成这个项目，直到将其纳入她的课程作业。

他们花了数年时间检查了1000多个盾鳞，试图按形态学特征进行分类。最终，他们发现了大约85种不同的形态类型，尽管Rubin补充说，对盾鳞的分析仍在进行中。

Sibert说，虽然我们不确切知道这次事件之前鲨鱼的多样性是怎样的，但我们知道“这次事件之前，海洋中的鳞片形态类型大约是现在的10倍。”至于盾鳞本身，它们讲述了一个模糊的故事。总体而言，他们发现了两种类型的盾鳞：线性和几何形。

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深入研究鲨鱼盾鳞

几何形盾鳞主要存在于小型深海鲨鱼上，如角鲨或灯笼鲨。大型、游动性强的鲨鱼，如大白鲨或公牛鲨，通常有线性盾鳞。“所以也许发生了某种变化，使得生活在开放海洋中的小空间里的鲨鱼变得更加难以生存，而生活在开放海洋中并大量游动的鲨鱼则更容易生存，”她说。

但几何形盾鳞，首先，似乎是一种衍生特征，而不是祖传特征。它们出现过多次，所以它们的进化作用不太明显。此外，大多数小型深海鲨鱼都有线性盾鳞。因此，任何一种盾鳞在环境中的作用或对生活方式的支持作用尚不清楚。“我正在与进行遗传学和生物设计工作的同事合作，”她说，“试图弄清楚盾鳞的生物动力学特性和潜在的遗传学，以了解更多关于它们过去是什么样的。”

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近乎灭绝的鲨鱼事件的教训

无论原因是什么，这是远洋鲨鱼再也没有恢复过来的一个事件。我们可能永远无法知道那些祖先鲨鱼是什么样的：它们的外观如何，或它们如何生存。而现代鲨鱼正面临着另一个威胁。

超过三分之一的软骨鱼类——包括鲨鱼、鳐鱼和银鲛——因过度捕捞、栖息地丧失、气候变化和污染而受到威胁。Rubin说：“目前鲨鱼数量下降的状况无疑令人担忧，而这篇论文有助于将这些下降置于过去约4000万年鲨鱼种群变化的背景下。这种背景是理解当今这些顶级海洋掠食者数量急剧下降可能产生的后果的第一步。”

它也可能有助于我们了解地球的气候历史。Sibert说，大约30年前，一些非常严谨的古生物学家在计算单细胞生物——称为底栖有孔虫——的数量和多样性随时间的变化。突然，在5600万年前，它们中的50%灭绝了。当时气候上没有明显的变化。

“生物学中有趣的一点是：它不会逆转，”她说。“碳循环一直在上下波动。但一旦灭绝的东西，就永远消失了。”因此，生物学家促使气候学家进行更深入的研究，最终细化到5000年的时间间隔。在那里，他们发现了现在被称为古新世-始新世气温峰值的时期，即大规模变暖和变冷时期。

Sibert说，底栖有孔虫是煤矿里的金丝雀，而1900万年前的鲨鱼也可能是。她说：“我认为它们想告诉我们这里发生了一些事情。”

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