El tiburón fósil recientemente identificado vivió a principios del Mioceno, hace unos 20 millones de años, y pertenece a un grupo llamado tiburón Lamniformes, que incluye a los grandes tiburones blancos y mako de hoy en día. Más específicamente, pertenece a Otodontidae, que contiene al icónico superdepredador extinto 'megalodon' o al tiburón 'megadentado'. Como un otodontido, Megalolamna paradoxodon representa un primo cercano del linaje megadentado.
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