En studie som undersökte formen på hundratals fossiliserade hajtänder tyder på att den moderna hajens biologiska mångfald utlöstes av massutrotningen i slutet av krita, för cirka 66 miljoner år sedan.

Detta fynd rapporteras denna vecka i Aktuell biologi .

Som en del av en större vetenskaplig strävan som syftar till att förstå mångfalden av fossila hajar, en grupp forskare från Uppsala universitet, Sverige, och University of New England, Australien, har utforskat hur vissa grupper av hajar reagerade på massutrotningen som dödade icke-fågeldinosaurier och markerade slutet på kritaperioden och mesozoiken.

Ungefär som flera andra ryggradsdjursgrupper under kritatiden (142-66 miljoner år sedan), hajmångfalden såg väldigt annorlunda ut än idag. Markhajar (Carcharhiniformes) är den mest mångsidiga hajgruppen som lever idag, med över 200 olika arter. Dock, medan dinosaurier dominerade terrestra miljöer under kritatiden, Makrillhajar (Lamniformes) var de dominerande hajformerna i havet.

"Vår studie fann att skiftet från lamniform- till carcharhiniform-dominerade sammansättningar mycket väl kan ha varit resultatet av massutdöendet i slutet av krita, " sa projektledaren och Uppsaladoktoranden Mohamad Bazzi.

Hajar är en av de stora grupperna som överlevde den krita-paleogena massutrotningen och, i dag, karkarhiniformer kännetecknas av former som tigern, Hammarhaj, och Blacktip Reef-hajar och lamniformer av Vita- och Makohajarna.

"Till skillnad från andra ryggradsdjur, hajarnas broskskelett fossiliserar inte så lätt och så vår kunskap om dessa fiskar är till stor del begränsad till de tusentals isolerade tänderna de fäller under hela livet, " säger herr Bazzi. "Lyckligtvis, hajtänder kan berätta mycket om deras biologi, inklusive information om kost, som kan kasta ljus över mekanismerna bakom deras utrotning och överlevnad."

Teamet använde "banbrytande" analytiska tekniker för att utforska variationen av tandformen hos karkarhiniformer och lamniformer och mätte diversitet genom att beräkna intervallet för morfologisk variation, även kallad olikhet.

"Gå in i den här studien, vi visste att hajar genomgick stora förluster i artrikedom under utrotningen, säger Dr Nicolás Campione vid University of New England, som var med och utformade projektet. "Men till vår förvåning, vi hittade praktiskt taget ingen förändring i skillnader över denna stora övergång. Detta antyder för oss att artrikedom och olikhet kan ha frikopplats över detta intervall."

Trots detta till synes stabila mönster, studien fann att utrotning och överlevnadsmönster var betydligt mer komplexa. Morfologiskt sett, det fanns olika reaktioner på utrotning mellan lamniforma och carcharhiniforma hajar, med bevis för en selektiv utrotning av lamniformer och en efterföljande spridning av carcharhiniforms (den största ordningen av levande hajar idag) i omedelbara efterdyningar av utrotningen.

"Karkarhiniformer är den vanligaste hajgruppen idag och det verkar som om de första stegen mot denna dominans började för ungefär 66 miljoner år sedan, " sade herr Bazzi, som påpekar att ytterligare forskning fortfarande behövs för att förstå mångfaldsmönster hos andra hajgrupper, tillsammans med förhållandet mellan kost och tandmorfologi.

Även om mekanismerna som utlöste ett sådant skifte hos hajar kan vara svåra att tolka. Teamet antar att förändringar i mattillgången kan ha spelat en viktig roll. Utrotningen i slutet av krita ledde till stora förluster hos marina reptiler och bläckfiskar (t.ex. bläckfiskar) och världen efter utrotningen såg uppkomsten av benfiskar. Dessutom, det är troligt att förlusten av apexpredatorer (som lamniformer och marina reptiler) gynnade medeltrofiska hajar, en roll som fylls av många karkarhiniformer.

"Genom att studera deras tänder, vi kan få en inblick i livet för utdöda hajar, " sa Dr Campione, "och genom att förstå de mekanismer som har format deras utveckling i det förflutna, kanske kan vi ge lite insikter om hur vi kan minska ytterligare förluster i nuvarande ekosystem."

Ungefär 50 % av hajarterna i IUCN anses vara antingen utrotningshotade, hotad, eller närapå hotad.