巨齿鲨拥有强大的咬合力，其3米宽的下颌可压碎一辆小汽车。但这种迄今为止体型最大的鲨鱼似乎喜欢吃开胃小菜，而不是大猎物，这可能是它们毁灭的原因。体长16米的巨齿鲨在距今约260万年前灭绝之前，被认为在地球海洋中潜伏了1400万年左右。对距今700万年前海洋哺乳动物化石的分析提供了巨齿鲨钟爱的狩猎目标的详细了解。
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其巨大而有锯齿的牙齿留下的明显擦伤痕迹和伤口表明，它们喜欢捕食现已灭绝的侏儒抹香鲸和海豹。
“巨齿鲨最后的消失可能是因为若干中小型须鲸的衰落，它们被现代大须鲸替代。”意大利比萨大学古生物学家Alberto Collareta说。
研究人员认为冷却的气候使海水被封锁在极地冰盖和冰川，导致海平面下降，并引发肖须鲸生活的海滨环境迅速变化。这导致小须鲸数量锐减，而在开阔海域生活的大须鲸数量增加，然而它们对于巨齿鲨来说体型过于庞大。
气候变化还使极地海鲜猛增，这有助于促进今天的大型座头鲸和蓝鲸等大型鲸鱼的进化，这些鲸鱼能够长距离迁徙去那里进食。而巨齿鲨可能习惯了更温暖的海滨栖息地，不能跟着大须鲸到达更冷的水域。
Collareta和同事检查了秘鲁皮斯科化石床的化石上长残留的伤口。他们发现在那些由巨齿鲨牙齿留下的标记中，有已灭绝小型须鲸和早期海豹物种残留的下颌骨。这两种动物的最大生长体长均小于5米，不足巨齿鲨体长的1/3。