【{$randkws}】一亿多年前的动物粪便化石为何成科学研究的“香饽饽” - {$web_name} 当你得到一块粪便化石时

七件粪便化石（Rummy, Halaclar & Chen, 2021）
（神秘的地球uux.cn报导）据技术日报（陆成宽）：中国科学院古脊椎动物与古人类探究所3位博士探究生对该所汪筱林探究员20多年前海外科考时采自蒙古国西部的7件粪便化石开展探究。
当你得到一块粪便化石时，先是要做的是证实它是粪便化石，而不是其它什么东西，这可以使用现代元素确认（比如能谱确认）来做到。
保罗·拉米 中国科学院古脊椎动物与古人类探究所博士生
5月26日，大连电影预告Tips在线发表于《自然》上的一项探究，经由对在我境内蒙古察觉的硅化植物标本的探究和确认，为解决被子植物的起源难题提供了核心性证据。
那些沉睡于地下的古生物化石，是一个巨大的“情报库”，蕴含着史前无尽的奥秘。恐龙化石、三叶虫化石、鱼类化石……这些都是普遍的古生物化石，但是还有一类“有味道”的化石，尽管难登“大雅之堂”，但也备受科学家珍视，那就是古生物的粪便化石。
此前不久，来自中国科学院古脊椎动物与古人类探究所（以下简称中科院古脊椎所）的探究人员，对该所汪筱林探究员20多年前海外科考时采自蒙古国西部的7件粪便化石开展了探究。探究察觉4个新的粪便化石遗迹类别，含有2个新的推荐评论遗迹种和2个新的遗迹属，其中1个新的遗迹属还是迄今全全球察觉的第二件中生代涡旋状粪便化石。有关探究成果发表于海外学术期刊《科学报表》杂志上。
曾被误觉得是松柏植物化石
粪便化石是一类遗迹化石，对这类化石的探究当下已变成化石探究领域最重大的探究方向之一。随着近年来，人们逐步认识到粪便化石所包含的信息在古生物学和古生态生态探究中的作用和重大性，粪便化石俨然已变成揭示古生物信息的重大工具之一。
有关动物粪便的探究历史很长，最初可以追溯到1678年英国生物学家马丁·李斯特的刻画，但粪便化石这个术语直到19世纪才由英国古生物学家威廉·巴克兰提出。在这之前，人们觉得这些是松柏植物化石，由于它们有着相似的螺旋纹。
“事实上，在粪便化石中，螺旋状粪便化石被觉得是真正的粪便化石，由于它们保存下来的形态特征可以与某些鱼类的肠道结构联系起来。螺旋状粪便化石的外观看起来像一条丝带，它绕着一条长轴缠绕，但实际上它们是由堆积的螺旋锥体形成的。”前述论文通讯兼第一作者、中科院古脊椎所博士生保罗·拉米告诉技术日报采编。
当下螺旋状粪便化石首要分为两极粪便化石、夏季网友热搜话题，建议收藏备用异极粪便化石和涡旋粪便化石，这取决于在它周围形成的卷曲纹路。
这项探究关乎的7件化石标本，是由汪筱林1998年参与蒙古高原海外恐龙项目科考期间于同一地点所采集的。与汪筱林对比研究化石采集地点信息，可以得知这7件粪便化石标本均产自蒙古国西部Tatal盆地早白垩世查干察布组，距今约1.31亿至1.26亿年。其中，含有6件两极粪便化石和1件涡旋粪便化石。
“距今约1.31亿至1.26亿年的中生代涡旋粪化石极为少见，这是继印度提基组之后，全球上第二次察觉中生代涡旋粪化石。”保罗·拉米说。
卷曲形态与肠道直接有关
各异造迹者所形成的粪便存在各异的形态特征。经由对比各异粪便化石，可以得到造迹者的相应类群及其肠道构造的演化信息。相似的探究由来已久，早在1667年，科学家就已然对现生鱼类螺旋瓣状的肠道开展了探究。
迄今已知最古老的螺旋状粪便化石记录在南非上奥陶统索姆页岩中，而最初的涡旋粪便化石记录在爱尔兰梅奥州路易斯堡志留系地层中。普通来说，涡旋粪便化石G研发榜单记录更为少见，多见于古生代和新生代地层中。
人们普遍觉得，螺旋状粪便化石的确是具有繁琐螺旋形瓣肠的动物的产物，如鲨鱼、鳐鱼、肺鱼，也许还有鱼龙。它们与水生生态密切有关；并在普通状况下被迅速掩埋。
中科院古脊椎所博士生陈鹤说明，普通来说，探究螺旋粪便化石相对轻松，由于其特定的卷曲形态可以直接与特定类型鱼类的肠道相联系，这在化石和现生物种上都得到了证实，例如鲨鱼、桨鱼、鲟鱼、肺鱼等。这些岗位大若干是由过去的人达成的。
谈到具体该如何确认粪便化石，保罗·拉米强调，当你得到一块粪便化石时，先是要做的是证实它是粪便化石，而不是其它什么东西，这可以使用现代元素确认（比如能谱确认）来做到。肉食性动物的粪便化石通常由磷酸钙和其他有机物组成，但需要注意的是，粪便化石最初的物质组成通常会在其石化过程中发生改变。另外，食草动物的粪便中普遍缺乏磷酸盐，其石化过程中矿物质的富集是很显著的。粪便化石是如何形成的，与它的埋藏生态有很大关系，这被称为埋藏学探究。
在这项探究中，探究人员确认了各异的粪便卷曲纹饰，可以指示埋藏时间。通常新鲜粪便的外层包裹着一层肠黏膜，假如被迅速掩埋，这层肠黏膜会保留下来，这就是为什么探究者会目睹浅的卷曲纹。螺旋状粪化石就像缎带，在水中浸泡一段时间后就会展开。探究者必须对其开展适当的观察，看这些卷曲是自然解开的，还是断开的。
埋藏条件各不一样
“从这些粪便化石的颜色、干裂程度、孔的数量、空腔数量及盘管深度存在的差异来看，其埋藏条件也各不一样。”陈鹤说，干裂是由一定条件引发的，如粪便沉积在浅湖中，蒸发以后就会形成干裂。
探究团队运用现代高技术手段，对这7件粪便化石开展高精度扫描、确认、探究，察觉这些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，探究团队推断，形成这些粪便化石的生物的消化操控系统生态或许并非强酸性，并不足以溶解食物中的骨骼等。
另外，探究人员过CT扫描确定了粪便化石的孔。在所有粪便化石的表面和内部都可以目睹许多小洞，这些小洞很或许是由粪便中的气体导致的。这些孔可以被称为微孔或“脱气孔”，其中包含消化过程中捕获的气体。当粪便从动物体内排出时，微孔中不久就充满了水，从而使粪便变得沉重，并下沉到湖底。
另外，探究团队还运用扫描电镜能谱（SEM-EDS）确认了化石中的钙和磷酸盐，也表明这些粪便化石的造迹者具有肉食性类群的特征。另外，1件较小尺寸粪便化石中察觉疑似植物花粉、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，强调其造迹者有或许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导致的残留。其表面还存在生物侵蚀的痕迹，更进一步提供了白垩纪早期粪便确认者的有关生态信息。并且，这件遗迹化石也是当下全全球察觉的第二件中生代涡旋状粪便化石。
保罗·拉米强调，蒙古国Tatal盆地出土的大多数粪便化石呈粉白色，这与它们肉食性饮食中钙的存在密切有关。
有关报导：科研人员首次对蒙古西部中生代粪便化石开展详尽探究
（神秘的地球uux.cn报导）据中国科学院古脊椎动物与古人类探究所：海外学术期刊《科学报表》(Scientific Reports)2021年4月报导了对蒙古国西部早白垩世查干察布组螺旋状粪便化石的探究（论文题为 “The first record of exceptionally-preserved spiral coprolites from the Tsagan-Tsab formation (Lower Cretaceous), Tatal, western Mongolia”）, 这是该地首次发表的粪便化石记录。此探究由中国科学院古脊椎动物与古人类探究所Paul Rummy, Kazim Halaclar和陈鹤3位博士生主导达成。
该探究关乎的7件标本，是由中科院古脊椎所汪筱林探究员于1998年，参与蒙古高原海外恐龙项目科考期间于同一地点所采集。在与汪筱林探究员对比研究化石采集地点信息后，得知这7件粪便化石标本均产自蒙古国西部Tatal盆地早白垩世查干察布组（Tsagan-Tsab formation）。其中，含有6件螺旋状粪化石和1件涡旋状粪化石，当下这些标本藏于中科院古脊椎所。除了粪便化石之外，该地点过去还有其它脊椎动物化石的发表记录，如复齿湖翼龙（Noripterus）。
粪便化石是一类遗迹化石，对这类型化石的探究当下已变成该领域最重大的探究方向之一。随着近年来人们逐步认识到粪便化石所包含的信息在古生物学和古生态生态中的作用和重大性，粪便化石俨然已变成揭示古生物信息的重大工具之一。各异造迹者所形成的粪便存在各异的形态特征，所以透过各异粪便化石的比对，也可反应出造迹者的相应类群及其肠道构造的演化信息。有关探究的起步由来已久，早在1667年，科学家就已然对现生鱼类螺旋瓣状的肠道开展了探究。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，而最初的涡旋状粪便化石记录在爱尔兰梅奥州路易斯堡志留系地层中。普通来说，涡旋状粪便化石的记录更为少见，多见于古生代和新生代地层中。
本次报导中，探究人员察觉了四个新的粪便化石遗迹类别，两个新的遗迹种Hyronocoprus tsagantsabensis和Hyronocoprus hunti；两个新的遗迹属Megakalocoprus barremianensis和Scrollocoprus tatalensis。高精度的计算机显微断层扫描（CT）显示，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，探究人员推断形成这些粪便化石的生物的消化操控系统生态或许并非强酸性，并不足以溶解食物中的骨骼等。另外，扫描电镜能谱（SEM-EDS）确认中的钙和磷酸盐也表明这些粪便化石的造迹者具有肉食性类群的特征。另外，较小尺寸的Scrollocoprus中察觉了疑似植物花粉，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，强调其造迹者有或许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导致的残留。其表面还存在生物侵蚀的痕迹，所以也更进一步提供了白垩纪早期粪便确认者的有关生态信息。且这一新属的Scrollocoprus遗迹化石也是当下全全球第二件察觉的中生代涡旋状粪化石。
由于这7件粪化石的大小不一，探究人员推测这些粪便化石的造迹者体形的大小也不一样。另从这些粪便化石的颜色、干裂程度、孔的数量、空腔数量及盘管深度存在的差异来看，其埋藏条件也各不一样。受益于与中科院古脊椎所张弥曼院士和张江永探究员两位教师的研究，探究人员推测Hyronocoprus tsagantsabensis、Hyronocoprus hunti和Megakalocoprus barremianensis的造迹者或许与鲟形目（Asipenseriformes）的成员有关。当下还无法确定Scrollocoprus tatalensis具体是哪一类特定鱼类形成的，但它有或许来源于肉鳍鱼类(Sarcopterygians)，其中未被消化完全的对象或许为叉鳞鱼目（Pholidophoriformes）的成员。另外，这些粪便化石表明蒙古国西部Tatal盆地在早白垩世曾经日常着众多的鱼类。
此项探究得到了全国自然科学基金和中国科学院战略重点探究项目的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-021-87090-5