古松鼠的粪便化石刚挖出来时不臭。

但一旦你开始分解这些小颗粒,情况就变了。加拿大哈凯研究所的生物分子考古学家泰勒·默奇描述了一个细节:融化这些粪化石时,他意识到它们不是矿化的石头状化石。“不可能搞错,”他回忆说,“这是间粪便味很浓的实验室。”

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那个新鲜的粪臭味是科学的信号。默奇和同事6月9日在《自然·通讯》上报告,这些小粪粒里藏着松鼠食物的DNA碎片,正以新的细节为这些动物曾所在的生态系统画像。

这些粪化石是金矿开采中发现的众多古遗存之一。矿工们融化永久冻土时,会暴露出金子,也会暴露出古生物的骨头和木乃伊化遗骸。

有猛犸象骨,有草原野牛骨,默奇说,随着作业推进,“你会看到山谷壁上大面积的裸露,上面有这些个小洞穴。”那些洞是地松鼠(旱獭属)洞穴的遗迹。这些洞穴被时间冻结住了。“它们有小厕所区、隧道网和食物储藏处,”默奇描述道。

古地松鼠是出色的古生物学助手。“它们就像小自然学家或档案管理员,像林鼠一样在土地上活动,收集各种植物材料、种子、树叶、小树枝、骨头等等,”默奇解释说。但此前尽管科学家们仔细编录了洞穴里的物品,却没人研究过松鼠留下的这些冰粪。

研究人员捏着鼻子把这些粪粒化冻,从育空地区的13个松鼠粪化石里提取了DNA。最老的那坨粪便将近70万年历史,其他的年代从约8万年到1.7万年不等,横跨了更新世。

科学家们原本以为更新世的松鼠就是如今育空地区还幸存着的同一种松鼠。但“我们曾以为它们都属于的那个物种,实际上似乎不是今天那里的那个物种,”默奇说。“发生过某种种群更替。”那份将近70万年的最古老样本,也可能是一个新物种。“它坐落在自己的演化分支上,”他说。“和它最接近的东西,是现在在中国的松鼠。”

粪便还藏着其他意外。“我原以为DNA主要是松鼠的加上它们的肠道微生物,”默奇说。但里面也出现了松鼠食物的碎片。

地松鼠不挑食,基因物质来自草本植物、柳树、甲虫、蚱蜢、猛犸象、草原野牛、狼、古马和其他许多物种。

缅因大学的古生态学家杰奎琳·吉尔提到,这些松鼠不太可能成群结队地去捕猎猛犸象。这些DNA片段更可能来自它们在永久冻土上寻觅腐肉,或者无意中啃食了散落在环境中的骨头与组织碎屑。

这份粪化石档案提供了一个非常不同的看生态系统的视角。传统上,古生物学家依赖的是大型哺乳动物的骨骼化石。但粪便里的微观证据拼出了一张更完整的食物网:从植被的种类,到咀嚼植物的昆虫,到以昆虫为食的小型哺乳动物,再到顶层的大型食草动物和食肉动物之间的关系。

默奇说,这项技术揭示了用传统化石记录几乎看不见的生物相互作用。病毒和寄生虫的DNA也出现在粪化石中,这意味着未来研究者或许能追踪疾病如何在古生态系统中传播。每粒小小的粪化石变成一个被封存的微型生态切片。

这些发现也证实了永久冻土作为DNA储存库的潜力。随着北极变暖、永冻土融化加速,类似样本正在被暴露出来也同时在遭到破坏。研究者们需要与矿工和本地社区合作,赶在这些生物档案消失前收集它们。