El animal se conoce a partir de tres especímenes que incluyen dos mandíbulas y un maxilar completo. Este maxilar, de unos 17 centímetros de longitud, sugiere que el pez entero pudo superar el metro de largo, lo que lo convertiría en el vertebrado más grande que vivió antes del Devónico. En un mundo dominado por peces sin mandíbula, artrópodos gigantes y depredadores invertebrados como los euriptéridos, la presencia de un pez óseo de este tamaño representa un salto evolutivo notable y un indicio de que los vertebrados estaban comenzando a ocupar nichos depredadores de mayor envergadura.

La dentición de Megamastax es uno de sus rasgos más distintivos. Poseía hileras de pequeños dientes cónicos en los bordes exteriores de las mandíbulas, adecuados para sujetar presas móviles, y dientes grandes, redondeados y romos en el interior de la boca, situados sobre las coronoides. Esta combinación indica un modo de alimentación especializado: primero atrapaba a la presa con los dientes afilados y después la trituraba con los dientes romos. Este patrón sugiere que Megamastax se alimentaba de animales de caparazón duro, probablemente peces sin mandíbula como Dunyu, también presente en la Formación Kuanti. La presencia de dientes trituradores en un pez tan antiguo demuestra que ya en el Silúrico existía una notable diversidad trófica entre los primeros gnatóstomos.

Las características que identifican a Megamastax como un sarcopterigio incluyen la presencia de cosmina —un tipo de tejido dérmico característico de los peces óseos primitivos— y un prearticular largo que flanqueaba las coronoides. Su posición filogenética es basal dentro de los sarcopterigios, el grupo que incluye a los ancestros directos de los tetrápodos y, en sentido cladístico, a los propios tetrápodos. Esto convierte a Megamastax en un representante temprano de un linaje que acabaría dando lugar a los vertebrados terrestres.

La Formación Kuanti, donde se encontraron los fósiles, es uno de los yacimientos más importantes para el estudio de los peces del Silúrico. Además de Megamastax, ha proporcionado fósiles de Guiyu, otro sarcopterigio arcaico; los placodermos más antiguos conocidos, como Entelognathus y Silurolepis; peces sin mandíbula como Dunyu; y diversos acantodios. Este conjunto de fauna muestra que el Silúrico tardío fue un periodo de intensa diversificación de los vertebrados, con la aparición de múltiples linajes que dominarían los ecosistemas acuáticos del Devónico.

El nombre Megamastax deriva del griego y significa “boca grande”, una referencia directa a su poderosa mandíbula, mientras que el epíteto específico amblyodus significa “dientes romos”, aludiendo a su dentición especializada. Esta combinación de rasgos anatómicos revela un depredador capaz de capturar y triturar presas duras, algo inusual para un pez tan antiguo.

El descubrimiento de Megamastax también tiene implicaciones importantes para la comprensión de la atmósfera paleozoica. Se sabe que durante la Era Paleozoica se produjo un aumento global en los niveles de oxígeno, probablemente relacionado con la expansión de las plantas terrestres. Algunos modelos sugieren que este aumento alcanzó su punto máximo en el Silúrico tardío o en el Devónico temprano. La ausencia de grandes peces depredadores en el Silúrico se había interpretado como un indicio de bajos niveles de oxígeno, ya que los peces modernos son más sensibles a la anoxia que los invertebrados, y los depredadores grandes requieren más oxígeno que los pequeños. Esto habría favorecido a depredadores invertebrados como los nautiloideos o los escorpiones marinos. Sin embargo, la existencia de un pez tan grande como Megamastax en el Silúrico contradice esta idea y reduce la plausibilidad del llamado “modelo Devónico”, que situaba el aumento de oxígeno más tarde. La presencia de Megamastax sugiere que los niveles de oxígeno ya eran suficientemente altos en el Silúrico tardío como para sostener vertebrados depredadores de gran tamaño.

Megamastax, con su combinación de tamaño excepcional, dentición especializada, posición basal entre los sarcopterigios y relevancia paleoambiental, representa uno de los descubrimientos más importantes para comprender la evolución temprana de los peces óseos y la dinámica ecológica del Silúrico. Su hallazgo demuestra que los vertebrados ya estaban experimentando con estrategias depredadoras avanzadas mucho antes de lo que se pensaba, y que los ecosistemas del Silúrico eran más complejos y diversos de lo que tradicionalmente se había imaginado.