人文科普:谁邂逅了第一坨粪便化石?
作者:090811mario
发布时间:2021-04-17
浏览次数:1322

  说起化石,很多人第一时间会想到恐龙骨骼化石,因为足够震撼。而“重口味”的我,决定和你们聊聊古生物的排泄物——粪便化石,以及如何制作属于自己的粪化石。

  谁邂逅了第一坨粪便化石?

  如果你是一个恐龙迷,想必不会对威廉·巴克兰(William Buckland)感到陌生,因为他描述和命名了第一只恐龙,是最早研究恐龙的科学家之一。但是,你未必知晓巴克兰的另一重要身份——“初代粪便化石猎人”。

  1821年,巴克兰在调查英格兰北约克郡的一个史前鬣狗洞穴时,发现遍地的鬣狗骨骼和牙齿化石之间,还散落着一些白色小球,怀疑是鬣狗的粪便化石。

  

  鬣狗粪便化石,发现于英格兰北约克郡的洞穴,保存在牛津大学博物馆。

  图片来源:参考文献[1]

  为了证实这个猜想,巴克兰跑去动物园里观察非洲斑点鬣狗的粪便。由于现代鬣狗十分喜欢食用其它动物的骨骼,摄入过多的钙和磷,导致粪便呈现白色,恰好洞穴中的白色小球主要化学成分也是磷酸钙。于是,巴克兰发表论文并获得皇家学会科普利奖章,科学地邂逅了第一坨粪便化石。

  

  现代斑点鬣狗的白色粪便。

  图片来源:参考文献[2]

  从史前鬣狗洞出来后,巴克兰又把目光投向海滨小镇莱姆里吉斯。

  这儿的海岸线埋藏着大量侏罗纪时期的海洋生物化石,著名的化石收藏家玛丽·安宁在此发现了第一具完整的鱼龙和蛇颈龙化石,并注意到它们的腹腔保存有许多深灰色的小石头,石头里偶尔还会夹杂着骨头和鱼鳞。

   

  英国的莱姆里吉斯海岸,如今这里每年还会举办化石节。

  图片来源:wikipedia

  尽管小石头被当地人称之为“牛黄石”,并在16世纪曾被广泛用作解毒剂,但在玛丽·安宁的研究基础上,巴克兰认为鱼龙腹部的小石头其实都是粪便,不久后他创立了一个词“Coprolite”(粪化石),将所有远古粪便纳入其中。

  从此,粪化石的研究领域大门正式开启。

  粪化石的形状千奇百怪,因为在这个世界上,没有谁能够拉出完全相同的两坨粪便。而且正常的粪便都比较柔软、易碎,在埋藏过程中会再次发生变形,甚至遭到食粪动物的破坏和风吹雨打的洗礼,从而出现球形、卵形、锥形、雪茄形、不规则形等等。其中,最令巴克兰着迷的莫过于螺旋状粪化石。

   

  (A)威廉·巴克兰;(B)他于1835年的绘画,可见螺旋状粪化石;(C)他收集的粪化石。

  图片来源:参考文献[3]

  关于螺旋状粪化石的成因,巴克兰认为是食物残渣会经过一段螺旋形的肠道,渐渐形成带有螺旋纹的粪便,并以这一形态排泄出体外,最终被埋藏形成化石。

  这一观点并非异想天开,因为现生鲨鱼、肺鱼、银鲛、鲟类的肠道就有这样的结构:回肠内的粘膜层排列成螺旋瓣,就像一个螺旋楼梯。当食物兴冲冲来到螺旋瓣后,一圈又一圈的结构不仅可以延缓食物的移动速度,还能增加肠道内的消化面积,让鱼儿们更充分地吸收营养。

   

  鲨鱼肠道内的螺旋瓣。

  图片来源:图源wikipedia

  乐于动手的巴克兰哪能放过这些活生生的例子,他直接往鲨鱼的肠道内注射一种能够快速凝固的水泥,最终成功复制出水泥版的螺旋粪便。在捣鼓粪化石研究的同时,巴克兰还给自己定制了一张“粪化石桌”,桌面嵌满经过抛光打磨的鱼粪化石,用来招待晚宴肯定别有一番风味。

  

  粪化石桌,如今收藏于莱姆雷吉斯的博物馆

  图片来源:Lyme Regis Museum

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