Behövde världens största förhistoriska haj en ortodontist, eller åt den bara en dålig lunch?

Forskare från North Carolina State University och North Carolina Museum of Natural Sciences undersökte en deformerad tand från en Otodus megalodonhaj i ett sökande efter grundorsaken:var det utvecklingsmässigt eller relaterat till matning? Arbetet skulle kunna ge paleontologer mer insikt i de utvecklingsprocesser som är förknippade med tandskada hos forntida hajar, såväl som matningsbeteende.

Det handlar om en abnormitet som kallas dubbeltandspatologi, där en enda tand verkar "splittrad". Det finns flera möjliga orsaker:under tandutvecklingen kan två tandknoppar smälta samman till en eller en tandknopp kan delas i två (en process som kallas gemination). Gemination och sammansmältning kan orsakas av sjukdom, genetik eller fysisk skada på tandknoppen.

"Vi har inte mycket data om dubbeltandspatologier hos forntida hajarter", säger Harrison Miller, tidigare NC State-student och motsvarande författare till en artikel som beskriver arbetet. "Så det här var en möjlighet att fylla i dessa luckor – och kanske lära dig mer om hajarna i processen."

Forskarna undersökte tre onormala tänder:en 4-tums tand från O. megalodon, ett apex-rovdjur på storleken av en skolbuss som styrde haven under miocen och tidiga pliocenperioder (från 11 till 3,7 miljoner år sedan); och två från Carcharhinus leucas, en mycket mindre tjurhajart som levde under samma period och fortfarande strövar omkring i haven idag.

Alla tre konstigt formade tänder visade en form av dubbeltandspatologi. Forskarna jämförde tänderna med normala tänder från båda arterna och utförde nano-CT-bilder av de deformerade tänderna så att de kunde undersöka vad som pågick inuti.

Även om de patologiska tänderna hade fler inre kanaler än vanliga tänder – vilket bekräftar antingen den ofullständiga splittringen eller sammanfogningen av två tänder under utvecklingen – kunde forskarna inte definitivt fastställa en utvecklingsorsak.

"En del av svårigheten var att tillämpa terminologi från arbete hos människor och andra däggdjur till hajar", säger Haviv Avrahami, doktorand i NC State och medförfattare till uppsatsen.

"Hajar har broskskelett, inte benskelett, så bevarande av deras käkar är sällsynt i fossilregistret, och vanligtvis hittar vi bara de enskilda isolerade tänderna. Dessutom har hajar olika mekanismer för tandutveckling - de har kontinuerlig tandersättning, så du kan inte titta på vad som händer i resten av käken för att utesluta fusion eller gemination."

Med tanke på vad forskarna vet om denna typ av patologi i moderna hajtänder, lutar de sig dock mot matningsrelaterade skador som en mer trolig orsak.

"Särskilt med O. megalodon är den nuvarande uppfattningen att de mest matade på valar," säger Avrahami. "Men vi vet att tanddeformiteter hos moderna hajar kan orsakas av att något skarpt tränger igenom transportbandet av utvecklande tänder inuti munnen. Baserat på vad vi ser hos moderna hajar, orsakades skadan med största sannolikhet av att en taggig fisk tärts ner. tar ett otäckt hugg från en stingrocka hulling."

"Vi vet också att O. megalodon hade häckningsplatser runt Panama, och att släktingar till moderna stingrockaarter också bebodde det området", säger Harrison. "Och dessa ryggar kan bli väldigt tjocka. Så en tandskada av den här typen kan tyda på att O. megalodon var mer av ett generalistiskt rovdjur - och att just denna O. megalodon bara hade en dålig dag."

Lindsay Zanno, chef för paleontologi vid N.C. Museum of Natural Sciences, docent forskningsprofessor vid NC State och medförfattare till forskningen, håller med.

"När vi tänker på möten mellan rovdjur och bytesdjur, tenderar vi att reservera vår sympati för bytet, men livet för ett rovdjur, till och med en gigantisk megatandshaj, var heller ingen cakewalk."

Verket visas i PeerJ , och möjliggjordes av Mark Kostichs donation av den patologiska O. megalodon-tanden (NCSM 33639) till Paleontological Collections of the N.C. Museum of Natural Sciences.

"Vi är otroligt tacksamma mot Mark för att han gav detta exemplar till museet så att vi kunde lära oss mer om dessa forntida djur," säger Zanno. "Så många viktiga fossil är gömda i privata samlingar, där de inte kan kasta nytt ljus över vår underbara värld."