De fleste har nok hørt om den globale katastrofe i slutningen af Kridttiden for 66 millioner år siden, der udryddede dinosaurerne på land, flyveøglerne i luften og gigantiske marine krybdyr i havet.
\ Historien kort
- Den ujævne diversitet blandt oceanernes haj-populationer har længe undret evolutionær biologerne.
- Et nyt studie løfter sløret for den biologiske signifikans fundet i fossile arkiver i form af hajtænder.
- Studiet kaster lys over årsagene og fastlægger en tidslinje for de forskellige arters dominans i oceanernes økosystem.
Forskerne har hidtil kun vidst forholdsvist lidt om, i hvor stor udstrækning asteroidenedslaget påvirkede endnu et dominant rovdyr; nemlig hajerne, der dengang lige som i dag var oceanernes toprovdyr.
Knap 500 forskellige haj-arter inddelt i ni forskellige slægter regerer verdenshavene.
Den største gruppe, Carcharhiniformes (blinkhindehajer) omfatter mere end 280 arter og er en bemærkelsesværdig samling rovdyr, der tæller arter som flosset hammerhaj, tigerhaj, revlehaj og hvidtippet haj, samt andre mindre og knapt så frygtindgydende arter kendt under den fælles artsbetegnelse Triakidae (glathajer).
Den mest ikoniske og berygtede haj, dræbermaskinen hvidhajen, er ikke en Carcharhiniformes, men en Lamniformes (sildehajer), der blot tæller 15 arter, blandt andet makrelhaj, sildehaj og rævehaj.
\ Læs mere
Ujævn biodiversitet
Hvorfor er biodiversiteten blandt hajer så ujævn? Det er et spørgsmål, der længe har optaget os evolutionær-biologer, og det er stadig vanskeligt at forklare 'årsagerne' enkelt og ligetil.
Det eneste, vi vidste, var, at balancen i de moderne økosystemers diversitet formentlig indtraf samtidig med masseudryddelsen, der fandt sted i slutningen af Kridttiden for 66 millioner år siden.
Vores nye studie gransker de to nært beslægtede haj-gruppers tænder, og vi kan nu fastlægge en tidslinje, der markerer starten på en overgang mellem dem og deres dominans over oceanernes økosystem.
Denne overgangsperiode, der rent faktisk indtraf samtidig med dinosaurernes massedød, markerer starten på et mønster, vi stadig ser den dag i dag.
Globale og regionale mønstre
I modsætning til andre af Kridttidens marine rovdyr, som eksempelvis mosasaurer og plesiosaurer, overlevede hajerne massedøden, og de lever stadig i verdenshavene den dag i dag. Men det betyder ikke, at katastrofen ikke havde en effekt på dem.
Tidligere forskning har vist, at antallet af arter faldt markant, hvilket også er gældende for andre marine organismer.
En mere fokuseret analyse – foretaget ved Stevns Klint, der er optaget på UNESCO's liste over verdensarv, fordi et tyndt lag af sediment afslører asteroidenedslagets effekt – fandt også en nedgang i biodiversiteten i løbet af den katastrofale hændelse.
Analysen optæller og sammenligner antallet af 'arter' før og efter katastrofen. Det er en enkel og ligetil tilgang, der dog ikke formår at fange en stor del af den biologiske signifikans, der ligger gemt i de fossile arkivers mønstre.
For at spore vigtige ændringer i hajslægterne i løbet af Kridttidens masseudslettelse samt få bugt med vanskelighederne ved pålideligt at estimere fortidens biodiversitet gennem optælling, besluttede vi os for at granske forandringerne i hajtændernes morfologi i stedet for at sætte vores lid til uklare artsdefinitioner.
Fossile arkiver: Tænder, tænder og tænder!
Hajer er ret mærkværdige hvirveldyr. Hajer er bruskfisk, så skelettet består af brusk; det faste og elastiske bindevæv, der også er at finde i vores næse og ører.
I modsætning til ben fossilerer brusk almindeligvis ikke, så derfor hører fossile hajskeletter til sjældenhederne.
Men hajer producerer løbende nye tænder ved hjælp af en samlebåndslignende mekanisme, der gradvist skubber tænderne ud mod kæben, hvor de efterfølgende falder ud af hajens gab. En enkelt haj kan skille sig af med mange hundrede tænder i løbet af dens levetid.
Tænderne er meget hårde og fosilerer meget let, så derfor er også de ét af de mest talrige marine fossiler.
Hajernes fossile arkiv består hovedsagligt af tænder. Det kan umiddelbart forekomme som en alvorlig begrænsing, men tænderne indeholder faktisk rigtig mange informationer.
Hver art har en unik tandfacon, og faconen korrelerer med hajernes forskellige måder at indtage føde. Derfor afslører tænderne de uddøde hajers føde, samt hvornår de forskellige arter opstod og uddøde, hvilket vi granskede i forbindelse med vores nye studie.
Hajtænderne er desuden et skattekammer af morfologisk diversitet og kan derfor bruges til at forstå disse dyrs adaptive (tilpasningsdygtige) evolution.
Men for at udvinde informationerne benyttede vi os af sofistikerede computerbaserede modelleringstilgange, der kunne rekonstruere de evolutionære forandringers komplekse mønstre.
\ Læs mere
Uligheder før og efter masseudryddelsen
Gennem analyse af tænder fra Carcharhiniformes-hajer og Lamniformes-hajer – både globalt og regionalt – opdagede vi, at disse nært beslægtede haj-grupper reagerede forskelligt på den store masseudryddelseshændelse.
Masseudryddelsen havde en skadelig effekt på visse Lamniformes-grupper; hovedsagligt Anacoracidae, der ligesom hvidhajer var et toprovdyr med en evolutionær historie, der strækker sig 45 millioner år tilbage i tiden.
Det påvirkede også andre Lamniformes-arter, men vi fandt et forstærket udslettelsessignal i Anacoracidernes tænder.
Omvendt havde udslettelsen en helt anden effekt på Carcharhiniformes-arterne; især de tilsyneladende insignifikante Triakidae (glathajer), der diversificerede eksplosivt i kølvandet på Kridttidens massedød.
Fødekilder: Hvorfor reagerede arterne forskelligt?
Hvorfor havde masseudslettelsen forskellig effekt på henholdsvis Carcharhiniformes-arterne og Lamniformes-arterne?
Hajer tilhørende den uddøde Anacoracidae-slægt havde en levevis, der formentlig lignede de nulevende tigerhajer og hvidhajers. Det er arter, der spiser næsten hvad som helst; især hvidhajen er kendt for at få en god del af sin føde fra hvalkadavere. Føden består i stigende grad af pattedyr, desto tungere hajen bliver.
En overdådig, indirekte evidensmængde i form af bidemærker i knogler bevidner, at Anacoracidae-hajerne prædaterer og/eller var ådselsædende; gerne middelstore marine krybdyr og store fisk fulde af ben.
Resterne efter byttedyrene forsvandt efter Kridttidens massedød, hvilket til dels forklarer anacoracidernes uddøen. Men hvad forklarer Triakidae-arternes succes?
Deres tænder lignede Anacoracidae-slægtens meget i facon, hvilket indikerer, at de indtog den samme føde. Men Triakidae-arternes tænder var meget mindre.
Nulevende Triakidae-arter spiser små benfisk, og det gjorde fortidens Triakidaeer også. Vi har direkte fossil evidens fra få millioner år efter Kridttidens massedød i form af Triakidae-arter med et maveindhold af benfisk.
'Den enes død – den andens brød'
De benfisk kom forholdsvis helskindede igennem massedøden, hvorefter de undergik en enorm diversificering. Derfor er det sandsynligvis ikke et tilfælde, at Triakidae-arterne diversificerede samtidigt med deres bytte.
Men der kan også være tale om en anden økologisk respons; nemlig den såkaldte 'Mesopredator release'-hypotese, hvor udslettelsen af det større og dominerende rovdyr, i dette tilfælde anacoraciderne, betød en tilvækst af det næstøverste led i fødekæden, nemlig Triakidae-arterne.
Et menneskeskabt eksempel på dette økologiske fænomen kan ses i nutidens ocean-økosystemer, hvor store hajer selektivt er blevet overfisket.
Siden de foreslåede mekanismer ikke udelukker hinanden, foreslår vi, at begge kan forklare kompleksiteten i de diversitetsmønstre, vi ser i vores data.
\ ForskerZonen
Denne artikel er en del af ForskerZonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde. Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.
ForskerZonen er støttet af Lundbeckfonden.
Begyndelsen på stigende dominans?
Vores studiets vigtigste fund er, at vi fastlægger en tidslinje for begyndelsen af overgangen fra Lamniformes-arternes til Carcharhiniforme-arternes dominans i økosystemerne.
De fossile arkiver indikerer, at det aldrig er lykkedes Lamniformes-arterne at genvinde deres økologisk dominerende position og diversitet efter den skæbnesvangre dag, hvor asteroidenedslaget fandt sted.
Det kan derfor se ud, som om efterdønningerne af det kæmpe klippestykke fra rummet stadig kan observeres i oceanerne i dag.
Læs denne artikel på engelsk på vores internationale søstersite ScienceNordic.com. Oversat af Stephanie Lammers-Clark.
Dyreliv i havet før asteroidenedslaget. I baggrunden ses en mosasaur og en anacoracid Lamniformes haj, der begge uddøde i forbindelse med massedøden. I forgrunden ses en række forskellige Triakidae-hajer, der diversificerede i kølvandet på katastrofen. (Illustration: Julius Csotonyi)
Tand fra en uddød anacoracid Lamniformes-art Squalicorax lindstromi fundet i Åsen i Sverige. (Foto: Mohamad Bazzi)
Anacoracid-hajtænder fra Åsen i det sydlige Sverige. (Foto: Mohamad Bazzi.)
Frossen leopardhaj (Triakis semifasciata). En Carcharhiniformes hajart der tilhører Triakidae-familien. (Foto: Mohamad Bazzi)
