В меловом периоде экологические ниши морских хищников имели свои особенности: рептилии охотились на мелкую добычу или друг на друга, акулы охотились на любую добычу, а крупные костистые рыбы — на рыб поменьше, глотая их целиком. Плезиозавр охотился на мелкую рыбу с помощью своей длинной шеи.
На иллюстрациях нередко можно увидеть сцены схваток плезиозавра с другими рептилиями, на которых его хватают за шею. И действительно, палеонтологи неоднократно находили обезглавленные скелеты мелких морских рептилий, что прямо указывало на частые атаки хищников в эту область. Однако найти следы укусов за шею пока не удавалось.
Авторы исследования, опубликованного в издании Journal of Vertebrate Paleontology, изучили скелет молодого плезиозавра вида Polycotylus latipinnis, найденный в отложениях мурвиллского мела (штат Алабама, США). В одном из шейных позвонков животного обнаружили глубоко застрявший обломок зуба. Внешняя часть коронки была раздавлена в момент укуса, что делало визуальную идентификацию нападавшего невозможной.
Чтобы исследовать зуб, не разрушая уникальную кость, ученые применили микрокомпьютерную томографию. Они создали трехмерную модель скрытой части фрагмента и проанализировали его внутреннюю анатомию, в частности форму, изгиб и размер пульпарной полости.
Томография показала, что зуб имеет форму гладкого конуса без зазубрин с очень большой внутренней полостью. Эти характеристики позволили исключить из числа подозреваемых акул и мозазавров. Строение зуба точно совпало с клыками ксифактина (Xiphactinus) — шестиметровой костистой рыбы, обитавшей в тех же прибрежных водах.
Удар рыбы пришелся точно по центру шеи. Ученые считают, что укус разорвал сонную артерию и трахею плезиозавра. Разрушение дыхательных путей привело к мгновенной потере давления в легких. В результате животное быстро опустилось на морское дно, где и захоронилось. Быстрое погружение спасло тушу от расчленения мелкими падальщиками и обеспечило высокую сохранность скелета, на котором не осталось следов заживления тканей.
Биомеханика челюстей ксифактина и найденные ранее окаменелости с содержимым желудков показали, что эта рыба проглатывала добычу целиком. Четырехметровый поликотилус был слишком велик для такого способа питания. Исследователи сделали вывод, что укус носил агонистический характер — это была агрессивная стычка конкурентов, а не попытка рыбы съесть ящера.
Находка доказывает, что структура пищевых цепей в древних океанах Северной Америки была динамичной и жестокой. Границы между экологическими ролями высших хищников часто размывались, а гигантские костистые рыбы и крупные морские рептилии вступали в прямые смертельные конфликты за доминирование в экосистеме.