让粪便化石吐露秘密

在新技术的协助下，粪便化石为我们了解远古生态提供了新的视角。

建于法国东南部的欧洲同步辐射加速器，是考古学家越来越依赖的设备。借助于它强大的X光，他们经常观察一些高雅的东西，如古埃及的莎草纸、新石器时代的洞穴艺术、维苏威火山爆发时埋葬的古罗马卷轴，以及从古代沉船中打捞上来的手工艺品。但是，每隔一段时间，也会被瑞典古生物学家皮尔·阿尔伯格用来照一照一堆不慎雅观的东西——粪便。

如今，阿尔伯格对自己的粪便已经有了很多了解。不过，你不要想错了，我说的“自己的粪便”，不是指他拉出来的粪便，而是指他所拥有的粪便。这个粪便，也不是人人见了要掩鼻子绕道走的屙物，而是远古动物的粪便化石。这些粪便化石为科学界所知已经近200年了，但长期以来被人忽视。如今，随着同步辐射X光的使用，粪便考古正迎来黄金时代。

粪便化石研究崭露头角

粪便化石最早发现于1820年代，当时两位业余古生物学家意识到，他们在英国某地区发现的块状物，可能是远古动物的粪便化石。但限于条件，粪便化石长期没有引起专业科学家的重视。

到了1990年代，一位美国古生物学家在一篇论文中，描述了一个“特大号”粪便化石标本。她说这个标本很可能是属于霸王龙的。由于人们穷尽一切手段想去了解恐龙的生活习性，这样，粪便化石也开始引起人们的关注。

从那时起，粪便化石中各种惊人的发现层出不穷，包括未消化的恐龙肉，已知最古老哺乳动物的部分头骨，各种动物的毛发、羽毛，昆虫遗骸和许多肠道寄生虫。2009年，在一块20万年前的鬣狗粪便化石中，甚至发现了人的毛发。这块粪便可能是鬣狗吃掉了我们的一个祖先之后排出来的。

远古生态的快照和缩影

粪便化石中藏着如此多的宝物，这并不奇怪。食肉动物的粪便，因为含有大量来自肉和骨的矿物质（如磷酸盐），尤其适合快速石化。一旦粪便的表面硬化结晶，就可以保护里面的内含物，包括任何软组织，不至于腐烂。一些原本不会变为化石的物质，也能保存得相当完好。因此，粪便化石可以揭示其主人生活的生态系统的信息，比如谁吃了谁，并为当时的生态环境提供一个快照和缩影。

目前，古生物学家了解远古生态的手段非常有限，除了粪便化石，另一条途径是琥珀。尽管粪便化石中保存的信息不如琥珀好——毕竟，粪便里面的东西通常都经过了咀嚼和部分消化。但在其他方面，粪便化石优于琥珀。

首先，只有像昆虫那样的小型动物才能被封闭在琥珀里，因为琥珀是石化的树脂，而一滴树脂的容量有限。所以，琥珀提供给我们的信息很有限。但粪便化石提供的信息相对较广，所有动物，包括昆虫、爬行动物、鱼类、哺乳动物和鸟类都可以生成粪便化石。

其次，由于琥珀形成的条件非常苛刻，因此它们对远古生态的记录很难保持完整，而粪便形成化石的条件相对简单，所以它们的记录更有连续性。再者，它也恰巧非常古老，至少可以追溯到大约4亿年前的泥盆纪时期，那时动物刚刚从海洋来到陆地生活。

新技术助力粪便化石研究

不过，如何研究粪便化石一直是件伤脑筋的事情。为了得到里面蕴藏的“宝物”，你得把它切碎，将薄片放在光学显微镜下，或者置于更强大的电子显微镜下观察。你最终可能得到的是一张难以解读的图像。由此，一块珍贵的粪便化石就白白浪费了。另一种方法是将整块粪便化石溶解，但这样一来，里面一些微妙的东西通常会被破坏。

粪便化石中含有许多通常情况下不容易石化的物质

理想的情况下，你当然希望在不打碎的状态下来研究它。这正是一种被称为PPC-SRμCT的成像技术所提供的。它的工作原理是通过同步辐射加速器，向样品发射高强度、类似激光的X射线。X射线根据介质的密度进行衍射，从而可以精细地揭示其内部细节。当样品旋转时，扫描仪器从不同角度拍摄多幅图像，然后软件将数据整合成三维图像。扫描一个粪便化石只需要几分钟，可以一次扫描一大堆。

远古便便吐露秘密

在利用这项新技术方面，前面提到的瑞典古生物学家阿尔伯格是开创者。他用这种方法拍摄的最早两块粪便化石，来自2亿多年前的晚三叠世时期。他发现第一个标本中有一条几乎完整的鱼，还有压碎的双壳贝类。他得出结论，它是由一条大型肺鱼排泄出来的。第二个标本中包含大量甲虫的碎片，包括甲壳和腿。很明显，它是由一种食虫动物排泄的，从粪便化石的大小来看，它比大多数现存的食虫哺乳动物和蜥蜴都要大。他后来确认，这是一种类似恐龙的爬行动物，被命名为“西里龙”。

此后，阿尔伯格和他的同事拍摄了许多其他粪便化石的图像。其中一个来自一种类似恐龙的掠食者，名叫瓦维尔山龙鳄，生活于2.5亿年前的三叠纪。扫描显示这是一只像霸王龙一样的“骨头粉碎机”，甚至有时连自己的牙齿都吞下去。研究人员还检查了翼龙的粪便，证实翼龙的捕食行为类似现代鹈鹕：张开大嘴，凫水前进，连鱼带水都成了它的囊中之物，再闭上嘴巴，收缩喉囊把水挤出来，把鱼儿吞入腹中，美餐一顿。

目前在新技术的协助下，越来越多的远古粪便正在向我们吐露它们的秘密。