科学家眼中的珍宝：上亿年粪便化石

来源：中国青年报

中青报·中青网记者 邱晨辉 来源：中国青年报 （ 2021年05月11日 12 版）

7件粪便化石标本多角度图片。中科院古脊椎所供图

说起化石，很多人会想起恐龙化石，但是粪便化石，你见过吗？

没错，就是那个有味道的粪便，经过上亿年的时空穿梭，就成了粪便化石。这些难登大雅之堂的古生物排泄物，到了科学家手中，却成了了解动物演化和生态信息的重要手段，甚至可以一瞥上亿年的进化史。

前不久，国际学术期刊《科学报告》刊发了科学家对蒙古国西部早白垩世查干察布组螺旋状粪便化石的研究，这是首次发表的该地粪便化石记录。该研究由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所保罗·拉米、凯泽·哈拉卡和陈鹤3位博士研究生主导完成。

陈鹤告诉记者，远古时代动植物甚至微生物化石，经常被古生物专家学者采集和开展研究，公众对此并不陌生，但古生物粪便化石相对而言就比较稀少和奇特。近年来，随着人们逐渐认识到粪便化石所包含的信息在古生物学和古生态环境中的作用和重要性，粪便化石俨然成为揭示古生物信息的重要工具之一。

“粪便化石是一类遗迹化石，对这类型化石的研究目前已成为该领域最重要的研究方向之一。”陈鹤说，不同造迹者所产生的粪便存在不同的形态特征，因此，透过不同粪便化石的比对，也可反应出造迹者的相应类群及其肠道构造的演化信息。

早在1667年，科学家就已经对现生鱼类螺旋瓣状的肠道进行研究，迄今已知最古老的螺旋纹状粪便化石记录在南非上奥陶统索姆页岩中，而最早的涡旋状粪便化石，则记录在爱尔兰梅奥州路易斯堡志留系地层中。一般来说，涡旋状粪便化石的记录更为罕见，多见于古生代和新生代地层中。

此次研究的对象是蒙古国西部、距今约1.31亿至1.26亿年的7件粪便化石。研究团队从中发现4个新的粪便化石遗迹类别，包括两个新的遗迹种和两个新的遗迹属，其中1个新的遗迹属，还是迄今全世界发现的第二件中生代涡旋状粪化石。

这是科研人员首次研究并发表关于蒙古国西部约1.3亿年前粪便化石记录，也是首次对其进行详细研究。

陈鹤说，这次研究涉及的7件粪便化石标本，包括6件螺旋状粪化石和1件涡旋状粪化石，均产自蒙古国西部塔塔尔盆地早白垩世查干察布组，由她的导师汪筱林研究员1998年参与蒙古高原国际恐龙项目科考期间于同一地点所采集，除粪便化石外，该地点过去还有复齿湖翼龙等其他脊椎动物化石的发表记录。

保罗·拉米表示，研究团队通过高精度的计算机显微断层扫描发现，这7件粪便化石标本中均存在骨骼残片和鳞片，其中还存有完整的围眶骨，据此研究团队推断，产生这些粪便化石的生物的消化系统环境，可能并非强酸性，并不足以溶解食物中的骨骼等。

同时，研究团队还利用扫描电镜能谱分析化石中的钙和磷酸盐，也发现这些粪便化石的造迹者具有肉食性类群的特征。此外，他们还在1件较小尺寸粪便化石中发现一些“复杂的物体”：疑似植物花粉、被摄食动物完整的眶下骨、成团的骨骼碎片和菱形的硬鳞片。

“这说明造迹者有可能是以动物和植物为食的杂食性类群，或者它是捕食了植食性的动物所造成的残留。”陈鹤说，粪便化石表面还存在生物侵蚀的痕迹，更进一步提供出白垩纪早期粪便分解者的相关生态信息。这件遗迹化石也是目前全世界第二件发现的中生代涡旋状粪化石。

保罗·拉米表示，由于这7件粪便化石大小不一，研究团队推测这些粪便化石的造迹者体形的大小也不相同。另从这些粪便化石的颜色、干裂程度、孔的数量等差异来看，其埋藏条件也各不相同。

研究团队与中科院古脊椎所张弥曼院士和张江永研究员进行讨论，推测4个新的粪便化石遗迹类别中，有3个造迹者可能与鲟形目的成员有关，另1个目前还无法确定，但它有可能来源于肉鳍鱼类，其中未被消化完全的对象，可能是叉鳞鱼目的成员。

“这些粪便化石还表明，蒙古国西部塔塔尔盆地在早白垩世曾经生活着大量的鱼类。”陈鹤说。

2021年05月11日 12 版