Body length estimation of Neogene macrophagous lamniform sharks (Carcharodon and Otodus) derived from associated fossil dentitions
Plain Language Abstract
The megatooth shark, Otodus megalodon, is widely accepted as the largest macrophagous shark that ever lived; and yet, despite over a century of research, its size is still debated. The great white shark, Carcharodon carcharias, is regarded as the best living ecological analog to the extinct megatooth shark and has been the basis for all body length estimates to date. The most widely accepted and applied method for estimating body size of O. megalodon was based upon a linear relationship between tooth crown height and total body length in C. carcharias. However, when applying this method to an associated dentition of O. megalodon (UF-VP-311000), the estimates for this single individual ranged from 11.4 to 41.1 m. These widely variable estimates showed a distinct pattern, in which anterior teeth resulted in lower estimates than posterior teeth. Consequently, previous paleoecological analyses based on body size estimates of O. megalodon may be subject to misinterpretation. Herein, we describe a novel method based on the summed crown width of associated fossil dentitions, which mitigates the variability associated with different tooth positions. The method assumes direct proportionality between the ratio of summed crown width to body length in ecologically and taxonomically related fossil and modern species. Total body lengths were estimated from 11 individuals, representing five lamniform species: Otodus megalodon, Otodus chubutensis, Carcharodon carcharias, Carcharodon hubbelli, and Carcharodon hastalis. The method was extrapolated for the largest known isolated upper tooth of O. megalodon, resulting in a maximum body length estimate of 20 m.
Resumen en Español
Estimación de la longitud corporal de tiburones lamniformes macrófagos neógenos (Carcharodon y Otodus) derivados de denticiones fósiles asociadas
El tiburón megadentado, Otodus megalodon, es ampliamente aceptado como el tiburón macrófago más grande que jamás haya existido; y, sin embargo, a pesar de más de un siglo de investigación, su tamaño todavía se sigue debatiendo. El gran tiburón blanco, Carcharodon carcharias, es considerado como el mejor análogo ecológico vivo del tiburón megadentado extinto y ha sido la base de todas las estimaciones de longitud corporal hasta la fecha. El método más aceptado y ampliamente aplicado para estimar el tamaño corporal de O. megalodon se basó en una relación lineal entre la altura de la corona del diente y la longitud corporal total en C. carcharias. Sin embargo, al aplicar este método a una dentición asociada de O. megalodon (UF-VP-311000), las estimaciones para este solo individuo variaron de 11,4 a 41,1 m. Estas estimaciones ampliamente variables mostraron un patrón distinto, en el que los dientes anteriores resultaron en estimaciones más bajas que los dientes posteriores. En consecuencia, los análisis paleoecológicos previos basados en estimaciones del tamaño corporal de O. megalodon pueden estar sujetos a malas interpretaciones. A continuación, describimos un método novedoso basado en la suma del ancho de la corona de las denticiones fósiles asociadas, que mitiga la variabilidad asociada con las diferentes posiciones de los dientes. El método asume proporcionalidad directa entre la proporción de la suma del ancho de la copa y la longitud del cuerpo en especies fósiles y modernas relacionadas ecológica y taxonómicamente. Se estimaron las longitudes corporales totales de 11 individuos, que representan cinco especies lamniformes: Otodus megalodon, Otodus chubutensis, Carcharodon carcharias, Carcharodon hubbelli y Carcharodon hastalis. El método fue extrapolado para el diente superior aislado más grande conocido de O. megalodon, lo que resultó en una estimación de la longitud corporal máxima de 20 m.
PALABRAS CLAVE: megalodón; tamaño corporal; fósil; paleoecología; macrodepredador; superdepredador
Traducción: Francesco Gascó (Grupo de Biología Evolutiva, UNED y Sociedad Española de Paleontología)
Résumé en Français
In progress
Translator: Antoine Souron
Deutsche Zusammenfassung
In progress
Translator: Eva Gebauer
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
Polski
In progress
Translator: Krzysztof Stefaniak or Anna Żylińska
Russian
Оценка длины тела неогеновых крупных хищных ламноидных акул (Carcharodon и Otodus) на основании реконструированных нскопаемых зубных рядов
Мегалодон, Otodus megalodon, признан самой крупной акулой-макрофагом из когда-либо существовавших; однако, несмотря на продолжительную историю исследования этого вида, охватывающую более столетия, вопрос о размере тела мегалодона остается дискуссионным. Большая белая акула, Carcharodon carcharias, считается лучшим экологическим аналогом вымершего мегалодона и на сегодняшний день является основой для всех оценок длины тела последнего. Наиболее широко принятый и применяемый метод оценки размера тела O. megalodon был основан на линейной зависимости между высотой коронки зуба и общей длиной тела C. carcharias. Однако при применении этого метода к ассоциированному зубному ряду O. megalodon (UF-VP-311000) оценки для этой отдельной особи варьировали от 11,4 до 41,1 м. Полученные результаты показали отчетливую картину, при которой передние зубы давали более низкие оценки, чем задние зубы. Следовательно, предыдущие палеоэкологические анализы, основанные на оценках размеров тела O. megalodon, могут быть неверно истолкованы. Здесь мы описываем новый метод, основанный на суммировании ширины коронки соответствующих ископаемых зубных рядов, который смягчает вариабельность, связанную с различным положением зубов в челюсти. Метод предполагает наличие прямо пропорционального отношения суммарной ширины коронки к длине тела у экологически и таксономически близких ископаемых и современных видов. Общая длина тела оценивалась по 11 особям, представляющим пять видов ламноидных акул: Otodus megalodon, O. chubutensis, Carcharodon carcharias, C. hubbelli и C. hastalis. Метод был экстраполирован на самый большой известный изолированный верхний зуб O. megalodon, в результате чего максимальная реконструированная длина тела составила 20 м.
Ключевые слова: мегалодон; размер тела; ископаемое; палеоэкология; макрохищник; топ-хищник.
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Ukrainian
Оцінка довжини тіла неогенових великих хижих ламноїдних акул (Carcharodon і Otodus) на підставі реконструйованих викопних зубних рядів
Мегалодон, Otodus megalodon, визнаний найбільшою акулою-макрофагом з тих, які будь-коли існували; однак, незважаючи на тривалу історію дослідження цього виду, що охоплює понад століття, питання про розміри тіла мегалодона залишається дискусійним. Велика біла акула, Carcharodon carcharias, вважається найкращим екологічним аналогом вимерлого мегалодона і на сьогодні є основою для всіх оцінок довжини тіла останнього. Найбільш широко прийнятий і використовуваний метод оцінки розмірів тіла O. megalodon ґрунтується на лінійній залежності між висотою коронки зуба і загальною довжиною тіла C. carcharias. Однак при застосуванні цього методу до асоційованого зубного ряду O. megalodon (UF-VP-311000) оцінки для цієї окремої особини варіювали від 11,4 до 41,1 м. Отримані результати показали чітку картину, при якій передні зуби давали нижчі оцінки розмірів, ніж задні зуби. Отже, попередні палеоекологічні аналізи, засновані на оцінках розмірів тіла O. megalodon, можуть бути невірно витлумачені. Тут ми описуємо новий метод, заснований на сумуванні ширини коронки відповідних викопних зубних рядів, що пом’якшує варіабельність, пов’язану з різним положенням зубів у щелепі. Метод передбачає наявність прямо пропорційного відношення сумарної ширини коронки до довжини тіла у екологічно і таксономічно близьких викопних і сучасних видів. Загальна довжина тіла оцінювалася по 11 особинам, що належать до п’яти видів ламноїдних акул: Otodus megalodon, O. chubutensis, Carcharodon carcharias, C. hubbelli і C. hastalis. Метод був екстрапольований на найбільший відомий ізольований верхній зуб O. megalodon, у результаті чого максимальна реконструйована довжина тіла становила 20 м.
Ключові слова: мегалодон; розмір тіла; скам’янілість; палеоекологія; макрохижак; топ-хижак.
Translator: Oleksandr Kovalchuk
Chinese
据新近纪巨噬型鼠鲨 (Carcharodon 和 Otodus) 的相关化石齿列估计其体长
巨齿鲨 (Otodus megalodon) 被广泛接受是存活过的最大的巨噬鲨; 然而, 尽管经过一个多世纪的研究, 其身体大小仍存争议。大白鲨 (Carcharodon carcharias) 被认为是已灭绝的巨齿鲨最好的现存生态类似种, 并成为迄今为止所有体长估计的基础。估计巨齿鲨 (O. megalodon) 体型大小的最为广泛接受和应用的方法是基于大白鲨 (C. carcharias)的齿冠高度和身体总长之间的线性关系。但将此法应用于巨齿鲨 (O. megalodon) 相关齿列化石 (UF-VP-311000) 时, 对该个体的体长估计值范围为11.4至41.1 m。这种大范围的估值变化显示出明显的规律，即其前牙比后牙的估计值要低。因此, 以前基于巨齿鲨 (O. megalodon) 体型估计结果所进行的古生态分析可能会产生曲解。本文我们提出一种基于相关化石齿列的冠总宽度的新方法, 该方法减低了与牙齿不同位置相关的变化性。该方法假定与生态和类别相关的化石和现生种的齿列的牙冠总宽度与体长之比成正比。我们对11个个体的身体总体长度进行了估计, 这些个体代表五个鼠鲨种: O. megalodon, O. chubutensis, C. carcharias, C. hubbelli 和C. hastalis。将该法用于分散保存的已知最大的巨齿鲨 (O. megalodon) 上齿, 得出其最大体长估计值为20 m。
关键词: 巨齿鲨; 身体大小; 化石; 古生态; 巨型捕食者; 顶级掠食者
Translator: Hongshan Wang
