上億年糞便化石成了解動(dòng)物演化和生態(tài)信息的重要手段

說(shuō)起化石，很多人會(huì)想起恐龍化石，但是糞便化石，你見(jiàn)過(guò)嗎?

沒(méi)錯(cuò)，就是那個(gè)有味道的糞便，經(jīng)過(guò)上億年的時(shí)空穿梭，就成了糞便化石。這些難登大雅之堂的古生物排泄物，到了科學(xué)家手中，卻成了了解動(dòng)物演化和生態(tài)信息的重要手段，甚至可以一瞥上億年的進(jìn)化史。

前不久，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)報(bào)告》刊發(fā)了科學(xué)家對(duì)蒙古國(guó)西部早白堊世查干察布組螺旋狀糞便化石的研究，這是首次發(fā)表的該地糞便化石記錄。該研究由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所保羅·拉米、凱澤·哈拉卡和陳鶴3位博士研究生主導(dǎo)完成。

陳鶴告訴記者，遠(yuǎn)古時(shí)代動(dòng)植物甚至微生物化石，經(jīng)常被古生物專(zhuān)家學(xué)者采集和開(kāi)展研究，公眾對(duì)此并不陌生，但古生物糞便化石相對(duì)而言就比較稀少和奇特。近年來(lái)，隨著人們逐漸認(rèn)識(shí)到糞便化石所包含的信息在古生物學(xué)和古生態(tài)環(huán)境中的作用和重要性，糞便化石儼然成為揭示古生物信息的重要工具之一。

“糞便化石是一類(lèi)遺跡化石，對(duì)這類(lèi)型化石的研究目前已成為該領(lǐng)域最重要的研究方向之一。”陳鶴說(shuō)，不同造跡者所產(chǎn)生的糞便存在不同的形態(tài)特征，因此，透過(guò)不同糞便化石的比對(duì)，也可反應(yīng)出造跡者的相應(yīng)類(lèi)群及其腸道構(gòu)造的演化信息。

早在1667年，科學(xué)家就已經(jīng)對(duì)現(xiàn)生魚(yú)類(lèi)螺旋瓣?duì)畹哪c道進(jìn)行研究，迄今已知最古老的螺旋紋狀糞便化石記錄在南非上奧陶統(tǒng)索姆頁(yè)巖中，而最早的渦旋狀糞便化石，則記錄在愛(ài)爾蘭梅奧州路易斯堡志留系地層中。一般來(lái)說(shuō)，渦旋狀糞便化石的記錄更為罕見(jiàn)，多見(jiàn)于古生代和新生代地層中。

此次研究的對(duì)象是蒙古國(guó)西部、距今約1.31億至1.26億年的7件糞便化石。研究團(tuán)隊(duì)從中發(fā)現(xiàn)4個(gè)新的糞便化石遺跡類(lèi)別，包括兩個(gè)新的遺跡種和兩個(gè)新的遺跡屬，其中1個(gè)新的遺跡屬，還是迄今全世界發(fā)現(xiàn)的第二件中生代渦旋狀糞化石。

這是科研人員首次研究并發(fā)表關(guān)于蒙古國(guó)西部約1.3億年前糞便化石記錄，也是首次對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)研究。

陳鶴說(shuō)，這次研究涉及的7件糞便化石標(biāo)本，包括6件螺旋狀糞化石和1件渦旋狀糞化石，均產(chǎn)自蒙古國(guó)西部塔塔爾盆地早白堊世查干察布組，由她的導(dǎo)師汪筱林研究員1998年參與蒙古高原國(guó)際恐龍項(xiàng)目科考期間于同一地點(diǎn)所采集，除糞便化石外，該地點(diǎn)過(guò)去還有復(fù)齒湖翼龍等其他脊椎動(dòng)物化石的發(fā)表記錄。

保羅·拉米表示，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)高精度的計(jì)算機(jī)顯微斷層掃描發(fā)現(xiàn)，這7件糞便化石標(biāo)本中均存在骨骼殘片和鱗片，其中還存有完整的圍眶骨，據(jù)此研究團(tuán)隊(duì)推斷，產(chǎn)生這些糞便化石的生物的消化系統(tǒng)環(huán)境，可能并非強(qiáng)酸性，并不足以溶解食物中的骨骼等。

同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還利用掃描電鏡能譜分析化石中的鈣和磷酸鹽，也發(fā)現(xiàn)這些糞便化石的造跡者具有肉食性類(lèi)群的特征。此外，他們還在1件較小尺寸糞便化石中發(fā)現(xiàn)一些“復(fù)雜的物體”：疑似植物花粉、被攝食動(dòng)物完整的眶下骨、成團(tuán)的骨骼碎片和菱形的硬鱗片。

“這說(shuō)明造跡者有可能是以動(dòng)物和植物為食的雜食性類(lèi)群，或者它是捕食了植食性的動(dòng)物所造成的殘留。”陳鶴說(shuō)，糞便化石表面還存在生物侵蝕的痕跡，更進(jìn)一步提供出白堊紀(jì)早期糞便分解者的相關(guān)生態(tài)信息。這件遺跡化石也是目前全世界第二件發(fā)現(xiàn)的中生代渦旋狀糞化石。

保羅·拉米表示，由于這7件糞便化石大小不一，研究團(tuán)隊(duì)推測(cè)這些糞便化石的造跡者體形的大小也不相同。另從這些糞便化石的顏色、干裂程度、孔的數(shù)量等差異來(lái)看，其埋藏條件也各不相同。

研究團(tuán)隊(duì)與中科院古脊椎所張彌曼院士和張江永研究員進(jìn)行討論，推測(cè)4個(gè)新的糞便化石遺跡類(lèi)別中，有3個(gè)造跡者可能與鱘形目的成員有關(guān)，另1個(gè)目前還無(wú)法確定，但它有可能來(lái)源于肉鰭魚(yú)類(lèi)，其中未被消化完全的對(duì)象，可能是叉鱗魚(yú)目的成員。

“這些糞便化石還表明，蒙古國(guó)西部塔塔爾盆地在早白堊世曾經(jīng)生活著大量的魚(yú)類(lèi)。”陳鶴說(shuō)。