Le plus grand requin vivant aujourd’hui, atteignant jusqu’à 20 mètres de long, est le requin baleine, un filtreur calme. Il y a à peine 4 millions d’années, cependant, les requins de cette envergure comprenaient probablement le mégalodon prédateur rapide, célèbre pour ses mâchoires tout à fait énormes et ses énormes dents.
En raison de données fossiles incomplètes, nous ne sommes pas tout à fait sûrs de la taille du mégalodon et ne pouvons faire des déductions que sur la base de certains de ses parents vivants, comme les grands requins blancs et mako. Mais grâce à de nouvelles recherches sur ses dents fossilisées, nous sommes maintenant assez confiants qu’il partageait quelque chose d’autre avec ces parents : il n’avait pas entièrement le sang froid et maintenait apparemment sa température corporelle au-dessus de celle de l’océan environnant.
Prendre une température
La plupart des requins, comme la plupart des poissons, sont ectothermes, ce qui signifie que leur température corporelle correspond à celle de l’eau environnante. Mais une poignée d’espèces, faisant partie d’un groupe appelé requins maquereaux, ont un schéma de circulation sanguine spécialisé qui aide à retenir une partie de la chaleur produite par leurs muscles. Cela leur permet de maintenir certaines parties du corps à une température plus élevée que leur environnement. Une espèce appelée requin saumon peut maintenir une température corporelle supérieure de 20 °C à celle des eaux subarctiques qu’elle occupe.
Le mégalodon est également un requin maquereau, et certains scientifiques ont suggéré qu’il devait également être au moins partiellement endothermique pour avoir maintenu ses taux de croissance dans les environnements variés qu’il habitait. Mais, comme nous l’avons mentionné, les restes de mégalodon que nous avons ne sont même pas suffisants pour nous indiquer la taille de l’animal, et encore moins s’il avait le type de structure circulatoire spécialisée nécessaire à l’endothermie des requins.
Ainsi, une équipe de chercheurs a décidé de tester directement s’il y avait des signes qu’il régulait sa température corporelle en utilisant des choses que nous avons réellement : ses dents.
Les travaux reposent sur un phénomène connu sous le nom d’agrégation d’isotopes. Si un environnement est suffisamment chaud, les petites différences de poids entre les isotopes atomiques n’ont pas d’importance, car la chaleur est suffisamment chaude pour bien mélanger les isotopes dans un matériau. Mais à mesure que les choses se refroidissent, les isotopes plus lourds ont tendance à se regrouper, formant des amas au sein d’un matériau. Nous disposons désormais d’équipements capables de suivre la distribution des isotopes dans un matériau à haute résolution, permettant une mesure directe de son agglutination. Cela, à son tour, peut être utilisé pour générer une estimation de la température à laquelle le matériau s’est formé.
(Les scientifiques ont utilisé cette technique pour estimer les températures anciennes afin de suivre l’évolution de notre climat.)
Les nouveaux travaux reposaient sur des lits de fossiles contenant au moins trois types distincts de fossiles. L’un était évidemment des dents de mégalodon. Mais les autres étaient nécessaires pour fournir un certain degré de référence extérieure aux estimations obtenues à partir des requins. Ceux-ci incluent les os de poissons à sang froid connus, qui ont fourni une référence pour les températures environnementales. Ils ont également obtenu des échantillons d’os d’oreille de baleines pour avoir un contrôle connu à sang chaud. De manière critique, ils ont obtenu ces échantillons à partir de sites largement distribués dans les océans Atlantique et Pacifique, garantissant que toute différence n’était pas simplement une question de conditions environnementales locales.
Réchauffez-vous, bougez vite
Les échantillons d’ectothermes ont montré les types de variations régionales que l’on attend des températures de l’eau de mer, avec des estimations allant d’un minimum de 17° C en Californie à un maximum de 23° C en Méditerranée. Les échantillons de mégalodon, en revanche, étaient systématiquement plus chauds, avec une différence de température moyenne d’environ 7 ° C par rapport aux échantillons à sang froid.
Ce n’est pas aussi chaud que les échantillons de baleine. Mais, comme le soulignent les chercheurs, les échantillons de baleines provenaient de leurs oreilles internes, qui sont assez éloignées de l’environnement, et donc susceptibles de refléter la température interne de l’animal. Chez les requins, en revanche, les dents sont relativement exposées à l’environnement et peuvent donc être intermédiaires entre la température corporelle typique et celle du monde extérieur. La température des requins maquereaux a également tendance à varier selon les différentes parties du corps.
Alors pourquoi une température corporelle élevée aurait-elle pu être sélectionnée chez le mégalodon ? Il y a deux raisons potentielles. La première est, comme indiqué ci-dessus, que les températures auraient pu être essentielles pour maintenir les taux de croissance nécessaires pour permettre à quelque chose d’aussi gros que le mégalodon de se développer dans des environnements non tropicaux. La seconde est la vitesse. Des muscles chauds pourraient être nécessaires pour propulser l’animal dans l’eau assez rapidement pour être un prédateur efficace. Le requin mako, par exemple, est le requin le plus rapide et en partie endothermique.
La grande taille corporelle de Megalodon aurait également facilité la rétention de chaleur, car elle augmente le rapport volume corporel / surface, ce qui signifie qu’il y a moins de surface pour perdre de la chaleur par rapport à la quantité de muscle qui la génère.
Les auteurs du nouvel article suggèrent cependant que cela aurait également pu rendre le mégalodon vulnérable au changement climatique. Les exigences métaboliques élevées impliquées dans le maintien de son endothermie auraient pu rendre le mégalodon sensible aux changements de l’écosystème. Et, à l’approche de son extinction, la Terre s’est généralement refroidie, provoquant une chute du niveau de la mer, ce qui aurait perturbé les écosystèmes côtiers. Et le mégalodon semble avoir compté sur les pépinières côtières pendant ses premières années.
PNAS, 2023. DOI : 10.1073/pnas.2218153120 (À propos des DOI).