你可能也見過古生物學家的工作照:戴著寬檐帽,蹲在戈壁灘上,用刷子小心翼翼拂去恐龍腿骨上的沙土。但有時候,拼湊遠古世界的關鍵線索,藏在一個比化石“低調”得多的東西里——比如一小團凍了幾十萬年的松鼠糞便。
最近,一群研究人員就把目光對準了加拿大育空地區的永久凍土。他們不是去找什么完整的猛犸象遺骸,而是鉆進北極地松鼠的遠古巢穴,從里面取出了年代跨越數萬甚至數十萬年的糞便化石。說人話就是,他們挖出了古代松鼠的“陳年粑粑”。
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這項研究昨天發表在《自然·通訊》雜志上。這些糞便的科學名稱叫“糞化石”,保存時間從大約3萬年一直上溯到70萬年前。更讓人沒想到的是,永久凍土這個天然大冰箱,不僅鎖住了糞便本身的形態,還在里面封存了巨量的遺傳信息——不只是松鼠自己的,還有同一片土地上其他生物的DNA。研究人員從里面檢測出了植物、微生物、昆蟲的DNA痕跡,甚至,還包括猛犸象的遺傳物質。
這聽起來就像一樁微型的遠古懸案:猛犸象那么大,松鼠那么小,猛犸象的DNA是怎么跑進松鼠糞便里的?我們不妨先拉開一點距離,看清這件事的來龍去脈。
首先,得說說這批糞便的主人。它們屬于Urocitellus屬的地松鼠。今天,北極地松鼠在育空地區依然很常見。它們是那種“逮啥吃啥”的機會主義食客,食譜橫跨植物、真菌、昆蟲,甚至偶爾開開葷。研究合著者、麥克馬斯特大學古DNA專家泰勒·默奇告訴《新科學家》雜志的克里斯·西姆斯:“這些松鼠每年要冬眠大約八個月,在清醒的那四個月里,它們真的需要抓緊時間出門,盡可能多地把各種資源搬回自己的洞穴。”在這種生存策略下,它們的糞便幾乎就是周圍環境的一個即時采樣器。
那么,猛犸象的DNA片段是怎么被“采樣”進去的呢?最容易浮現在腦海的畫面,也許是松鼠主動攻擊了一頭猛犸象——這顯然荒誕不經。未參與這項研究的緬因大學古生態學家杰奎琳·吉爾對《科學新聞》的貝瑟尼·布魯克希爾表示,這件事更合理的解釋是,這些嚙齒動物當時很可能在食腐。也許是一頭猛犸象死去后,松鼠發現了尸體,開始啃咬骨頭,不是為了吃肉,而是為了獲取鈣質這樣的礦物質來源。布魯克希爾也提到,這可能是它們食譜的一部分。研究人員推測,那些微量的遺傳物質就這樣隨著咀嚼和消化,進入了糞便,最后被封存在凍土里。
你可能會覺得,這個解釋本身并沒有特別驚人。但真正有意思的,是這項研究對“我以為我已經知道的事”發起的挑戰。
我們原來對育空地區遠古地松鼠有一個大致的構想:在距今大約70萬年前,育空中部就生活著一些地松鼠,它們的化石看起來跟今天分布在育空北部和南部的北極地松鼠很像。于是,研究人員長期以來普遍推測,它們就是同一個物種,70萬年來只是換了個地方住。這個假設聽起來很順暢,符合直覺,幾乎沒有引起什么懷疑。
然而,這次糞便中的古DNA給出了一個不同的答案。分析的結論很清晰:在那個時期,育空中部存在過一個北極地松鼠的支系,而這個支系,如今在育空已經找不到了。它的演化近親不在此地,而是遠在西伯利亞西部。
這意味著,我們以前將形態相似的化石直接劃等號的做法,可能漏掉了一條已經消失的遷徙和演化路徑。一個地方物種的“缺席”,有時候比“存在”更難察覺,也更顛覆認知。如果只是看著骨骼化石,你可能永遠猜不到,有些松鼠家族曾經在這里繁衍生息,最后又無聲無息地從這片大陸上退場,只在更遙遠的東方留下了自己的血脈。
這就像你翻出一張老照片,發現照片上的街道就是你今天住的這條,店面格局都像,但店鋪的主人姓氏完全不同,一查才發現,原來有一大家子人早在一百年前就搬去了另一個大陸,而留在原地的人,跟后來的新住戶根本不是親戚。
這項研究記錄了一個“時間快照”,研究團隊認為,它比單純的骨骼化石更能照亮那個早已消失的生態系統。克萊姆森大學的計算生物學家凱爾西·維特也持有類似看法。這項工作的真正價值不在于發現了某一種生物的過去,而在于它讓我們看到,利用沉積物和糞便里的環境DNA,我們有可能拼湊出一幅遠比過去精細得多的遠古畫卷,連那些沒有留下完整化石的物種,連物種之間的互動細節,連整個群落的興衰更迭,都可能被重新打撈出來。
說人話就是,以前我們只能通過稀少的骨骼化石去想象一座“遠古的房子”,現在我們開始有能力聞到房間里曾經飄過的味道,感受地毯被踩過的痕跡,甚至聽到角落里某些生物咀嚼骨頭時發出的細微聲響。
當然,這里必須保留一份科學上應有的審慎。研究團隊并沒有宣稱“已經證實”任何結論。那些關于松鼠為了補鈣而啃食猛犸象骨頭的場景,是目前最符合邏輯的一種推斷,而不是被直接觀察到的事實。那個消失的松鼠支系與西伯利亞親緣關系的判斷,也是基于現有DNA分析給出的階段性答案。科學的美妙之處,不在于它給了一個永遠正確的終極答案,而在于它愿意承認“我們目前最好的解釋是這樣,但還有更多工作要做”。
這件事本身并沒有用到什么驚世駭俗的技術,核心就是一個簡單的生物學事實:動物會拉屎,屎里會夾帶它吃過的東西、沾上的花粉、腸道里的微生物,而這些東西如果幸運地被迅速凍結,就可以變成一封寫給未來的信。真正神奇的是,幾十萬年之后,我們居然學會了讀取這封信上的每一行字。
下次當你看到一只松鼠在草坪上埋頭挖洞,往嘴里塞各種東西的時候,或許可以多一個古怪又有趣的念頭:你今天看見的這一幕,如果被完美封存起來,幾十萬年后,也可能會成為某個智慧生命了解我們這個時代城市生態的一扇小窗。他們會不會也在一個實驗臺前爭論——“21世紀智人的外賣包裝里,為什么混入了多種不可降解聚合物的痕跡,是主動攝入還是被動污染?”科學留白的地方,想象力正好可以悄然就位。
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