Le régime alimentaire des animaux fossiles disparus peut contenir des indices sur leur mode de vie, leur comportement, leur évolution et finalement leur extinction. Cependant, étudier le régime alimentaire d’un animal après des millions d’années est difficile en raison de la mauvaise conservation des indicateurs chimiques alimentaires dans la matière organique à ces échelles de temps. Une équipe internationale de scientifiques dirigée par l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive de Leipzig, en Allemagne, a appliqué une nouvelle méthode pour étudier le régime alimentaire du plus grand requin à avoir jamais existé, l’emblématique Otodus megalodon. Cette nouvelle méthode étudie la composition isotopique du zinc de la partie hautement minéralisée des dents et s’avère particulièrement utile pour décrypter le régime alimentaire de ces animaux disparus.
Les requins mégadents comme Otodus megalodon, plus communément appelé mégalodon, vivaient il y a entre 23 et 3,6 millions d’années dans les océans du monde entier et atteignaient peut-être 20 mètres de long. A titre de comparaison, les plus grands grands requins blancs atteignent aujourd’hui une longueur totale de seulement six mètres. De nombreux facteurs ont été discutés pour expliquer le gigantisme et l’extinction du mégalodon, son régime alimentaire et sa concurrence alimentaire étant souvent considérés comme des facteurs clés.
Dans leur étude publiée dans Communication Nature, les chercheurs ont analysé les rapports isotopiques stables du zinc dans les dents de requins modernes et fossiles du monde entier, y compris les dents de mégalodon et les grands requins blancs modernes et fossiles. Cette nouvelle méthode permet aux scientifiques d’étudier le niveau trophique d’un animal, qui indique jusqu’où l’animal se nourrit dans la chaîne alimentaire. L’analyse des isotopes stables du zinc de l’émail des dents, la partie hautement minéralisée des dents, est comparable à une analyse beaucoup plus établie des isotopes de l’azote du collagène dentaire, le tissu organique de la dentine dentaire, qui est utilisée pour évaluer le degré de consommation de matière animale.
Cependant, « sur les échelles de temps que nous étudions, le collagène n’est pas préservé et l’analyse traditionnelle des isotopes de l’azote n’est donc pas possible », explique l’auteur principal Jeremy McCormack, chercheur à l’Institut Max Planck d’anthropologie évolutive et à l’Université Goethe de Francfort. « Ici, nous démontrons, pour la première fois, que les signatures isotopiques du zinc liées à l’alimentation sont préservées dans la couronne émailoïde hautement minéralisée des dents de requin fossiles », ajoute Thomas Tütken, professeur à l’Institut des géosciences de l’Université Johannes Gutenberg.
Comparaison des signaux isotopiques du zinc chez les requins fossiles et modernes
En utilisant cette nouvelle méthode, l’équipe a comparé la signature isotopique du zinc dentaire de plusieurs espèces éteintes du Miocène précoce (il y a 20,4 à 16,0 millions d’années) et du Pliocène précoce (il y a 5,3 à 3,6 millions d’années) avec celles des requins modernes. « Nous avons remarqué une cohérence des signaux des isotopes du zinc dans les taxons fossiles et analogiques modernes, ce qui renforce notre confiance dans la méthode et suggère qu’il peut y avoir des différences minimes dans les valeurs des isotopes du zinc à la base des réseaux trophiques marins, un facteur de confusion pour les études sur les isotopes de l’azote. « , explique Sora Kim, professeur à l’Université de Californie Merced.
Par la suite, les chercheurs ont analysé les rapports isotopiques du zinc dans les dents de mégalodon du début du Pliocène et ceux des requins mégadents antérieurs, Otodus chubutensis, du début du Miocène ainsi que des grands requins blancs contemporains et modernes pour étudier l’impact de ces espèces emblématiques sur les écosystèmes passés. et les uns les autres.
« Nos résultats montrent que le mégalodon et son ancêtre étaient en effet des prédateurs au sommet, se nourrissant en haut de leurs chaînes alimentaires respectives », explique Michael Griffiths, professeur à l’Université William Paterson. « Mais ce qui était vraiment remarquable, c’est que les valeurs isotopiques du zinc des dents de requin du Pliocène précoce de Caroline du Nord suggèrent que les niveaux trophiques des premiers grands requins blancs se chevauchent largement avec le mégalodon beaucoup plus grand. »
Compétition alimentaire du mégalodon avec les grands requins blancs
« Ces résultats impliquent probablement au moins un certain chevauchement des proies chassées par les deux espèces de requins », note Kenshu Shimada, professeur à l’Université DePaul de Chicago. « Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, nos résultats semblent soutenir la possibilité d’une compétition alimentaire du mégalodon avec les grands requins blancs du Pliocène précoce. »
Les nouvelles méthodes isotopiques telles que le zinc offrent une fenêtre unique sur le passé. « Notre recherche illustre la faisabilité d’utiliser des isotopes de zinc pour étudier le régime alimentaire et l’écologie trophique d’animaux disparus sur des millions d’années, une méthode qui peut également être appliquée à d’autres groupes d’animaux fossiles, y compris nos propres ancêtres », conclut McCormack.
Jeremy McCormack, Position trophique d’Otodus megalodon et des grands requins blancs à travers le temps révélée par les isotopes du zinc, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-30528-9. www.nature.com/articles/s41467-022-30528-9