uu.seUppsala University Publications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Extinction Dynamics in Selachimorpha: Tracking Dental Morphology Across the K–Pg Boundary
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utrotningsdynamik bland hajar: En undersökningav tandmorfologi genom K–Pg gränsen (Swedish)
Abstract [en]

The study of the effects of the Cretaceous–Palaeogene mass extinction (K–Pg) on Selachimorpha (shark) evolution is limited to assessments of taxonomic richness. Prior work on the fossil record of neoselachians both on a global- and regional scale has shown that sharks achieved great taxonomic diversity in the Late Cretaceous but were subsequently punctuated by the K–Pg extinction. The ecological significance of this bioevent on global shark communities is particularly poorly understood with contrasting views on patterns of extinction selectivity. Similar to actinopterygian fishes, the extinction of sharks was focused on large-bodied pelagic piscivorous. However, patterns of trophic selectivity in sharks were recently contested and posited as random with respect to environment and ecology. Following the extinction at the K–Pg boundary, the ecological role of sharks in the earliest Palaeocene is said to have diminished and contrary to actinopterygian fishes did not experience an adaptive radiation.Current analyses are based on assessments of taxonomic diversity and absolute faunal abundance, and lack the necessary morphological framework with which to adequately test ecological dynamics in sharks across the K–Pg. To test both previous and newly formulated macroevolutionary hypotheses, shark tooth morphology was quantified via landmark- and semilandmark-based geometric morphometrics and used to reconstruct patterns of disparity and morphospace occupation across the K–Pg boundary. The newly assembled morphometric dataset comprises 1457 shark teeth spanning the Maastrichtian–Palaeocene compiled from published images.The results reveal (1) near-stasis in dental-shape disparity in Selachimorpha (globally) across the K–Pg boundary, and (2) a decrease in morphospace occupation associated with cutting-type dentitions. Considered jointly, observed disparity and morphospace patterns in Selachimorpha do not conform to the predictions of a non-random extinction model. However, dissecting patterns of disparity and morphospace occupation along phylogenetic lines reveal differential responses to the extinction, affirming phylogenetic selectivity with trophic implications.Testing for ecological release in sharks, using disparity dynamics in lamniforms and carcharhiniforms as a model, is shown to be complex. Pattern across the extinction event reveal an increase in tooth morphologies of carcharhiniforms in previously underexplored area of morphospace that were previously occupied by lamniforms, an area corresponding to macropredaceous forms (e.g. anacoracids and pseudocoracids). However, the observed increases in cutting-type dentitions in carcharhiniforms are largely driven by the proliferation of triakids, that are not ecologically equivalent to macropredatory lamniforms. I suggest that the combined effect of a selective decline in lamniform ecodiversity and the diversification of mid-trophic small-sized pelagic bony fish triggered the post-Cretaceous diversification of triakids. The K–Pg boundary was therefore crucial in setting the stage for the carcharhiniform-dominated selachimorph community that can be seen today.

Abstract [sv]

Tidigare studier har påvisat en hög frekvens av utdöende bland fiskar (strålfeniga och broskfiskar) vidslutskedet av kritperioden; dock så har antalet studier dedikerade till att öka kunskapen om utrotningsdynamik från en makroevolutionär synpunkt ännu varit få, särskilt beträffande broskfiskar. Det fossila registret vittnar om en ökad biologisk mångfald bland hajar under de senare delarna av krita. Mångfalden förändras dock drastiskt, åtminstone ur ett taxonomiskt hänseende, som en direkt följd av det massutdöende som inträffade vid krita-paleogen-gränsen (K–Pg). Men om denna händelse avspeglar ett verkligt ekologisk skifte, och om det var selektivt, som vi finner det att ha varit bland strålfeniga benfiskar, är för närvarande inte tillräckligt utrett. I denna studie implementeras en tvådimensionell geometrisk morfometrisk strategi med syftet att rekonstruera morfologisk mångfald (disparitet) bland hajar genom krita-paleogen-gränsen och dessutom testa tidigare taxonomi-baserade tolkningar, därav ett selektivt utdöende bland hajar. Totalt används ett register på 1457 tänder som omfattar mer än 100 arter för att testa tre hypoteser: (1) på samma sätt som den taxonomiska mångfalden skiftade också den morfologiska mångfalden i samma riktning vid K–Pg gränsen, (2) utdöendet av hajar var selektivt, i synnerhet mot större pelagiska former, fullt i enlighet med observationer gjorda bland strålfeniga benfiskar, och (3) utdöendet av håbrandsartade hajar vid K–Pg gränsen utlöste ekologisk frisättning som tillät gråhajartade hajar att fylla dessa nischer.Resultaten av denna studie visar att morfologisk disparitet bland hajar inte sjönk till följd av utdöendet. Tänder tillhörande den skärande-typen noteras däremot ha varit mer påverkade än andra former. Dessa resultat överensstämmer dock inte med förväntningarna av ett selektivt utrotnings- scenario. En mer noggrann undersökning av disparitet längs med enskilda taxonomiska grupperingar visar dock att effekterna av utdöendet var komplexa. Detta styrks huvudsakligen av att påverkan av utdöendet mellan grupper inte var den samma och därmed bekräftar fylogenetiskt selektivitet med trofiska konsekvenser.Undersökningen av ekologisk frisättning bland hajar orsakad av utdöendet med fokus på håbrandsartade och gråhajartade hajar som en modell har visat sig vara komplicerat. En ökning avtandmorfologier tillhörande gråhajartade hajar i områden som tidigare ockuperats av håbrandsartadehajar under Maastricht noteras. Denna ökning av tänder av kategorin skärande-typ bland gråhajartade hajar noteras i huvudsak vara driven av utbredningen bland hundhajar, en grupp vars medlemmar ekologiskt inte motsvarar de nu utdöda top-predatorer bland håbrandsartade hajar. Jag föreslår därmed att den kombinerade effekten av ett selektivt utdöende bland håbrandsartade hajar och diversifieringen av mellan-trofiska pelagiska benfiskar utlöste diversifieringen av hundhajar. Innebörden av massutdöendet vid K–Pg gränsen i förhållande till formandet av väsentliga aspekter av den modernamarina fisk faunan kan därmed inte betonas tillräckligt.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 138 p.
Series
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 378
Keyword [en]
K–Pg boundary, morphological disparity, extinction dynamics, geometric morphometrics, Selachimorpha, ecological release model
Keyword [sv]
K–Pg gränsen, morfologisk disparitet, utrotningsdynamik, geometrisk morfometri, hajar, ekologisk frisättningsmodell
National Category
Other Earth and Related Environmental Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-303966OAI: oai:DiVA.org:uu-303966DiVA: diva2:974868
Educational program
Master Programme in Earth Science
Presentation
2016-08-24, Norrland I, Geocentrum, Villavägen 16, Uppsala, 10:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-09-28 Created: 2016-09-27 Last updated: 2016-09-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(14618 kB)2 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 14618 kBChecksum SHA-512
3d954a5e75eeaf84841b5081bd5b53385468ebddc4208fe80700292e5a923e435476da9efbce2d945f70516716ded6af42083b11d84d2efa2b0c0f7fee8e1d21
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Earth Sciences
Other Earth and Related Environmental Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 2 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 387 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf