浙江
一批被稱作“世界上最古老糞便之一”的化石，在科學家手中變成了打開冰河時代生態記憶的一把鑰匙。 來自加拿大育空地區多年凍土層中保存完好的古代北極地松鼠糞便，經過系統分析，呈現出一個自約7萬年至70萬年前、包括披毛猛犸象、美洲獵豹等巨型動物在內的遠古生態網絡全景。
這批糞化石采自古老的松鼠洞穴，而多虧這些洞穴長期處于凍土之中，排泄物得以在漫長地質年代中保持完整，為科學界留下一座充滿古環境DNA（aeDNA）的“時間膠囊”。 研究團隊由麥克馬斯特大學、Hakai研究所和阿爾伯塔大學等機構聯合組成，他們指出，這些糞化石為了解古“白令陸橋”地區（Beringia）在演化與生態上的長期變化提供了極為罕見的基因證據。
團隊通過從小而圓、大小接近普通兔子糞便的顆粒中提取并重建aeDNA，成功識別出超過18條線粒體基因組，以及大量植物、微生物、昆蟲和脊椎動物的遺傳信息。 其中包括披毛猛犸象、古代馬、被稱作“美洲獵豹”的大型貓科動物以及草原野牛等已滅絕巨型動物，還發現了其他嚙齒類、灰狼等掠食者以及逾200類植物群組的痕跡。
研究顯示，這些由古代北極地松鼠排出的糞化石，是理解古環境與生物多樣性的卓越“檔案庫”。 麥克馬斯特古DNA中心主任、進化遺傳學家亨德里克·波因納（Hendrik Poinar）指出，松鼠糞化石保存了極為多樣的遺傳“快照”，可用于重建遠古白令地區的生態面貌，包括環境變化、巨型動物演化、遷徙乃至滅絕進程等關鍵歷史。
值得注意的是，其中一份樣本揭示了北極地松鼠譜系自身的深厚歷史。 科學家根據DNA特征推斷，該樣本大約保存了70萬年之久，來自一種現已不再出現在育空地區的古老地松鼠物種，其最近緣種群如今分布在西西伯利亞。
北極地松鼠（學名 Urocitellus parryii）被認為是機會主義雜食者，會攝食多種植物和動物，其古代祖先顯然也延續了類似的飲食習性。 由于這些松鼠會在地景中收集植物枝葉、種子、骨骼等多種材料，并將其帶回洞穴，再加上其長期冬眠習性，洞穴中的糞便在冰凍環境下得以出奇地完好保存。
Hakai研究所古基因組學研究員、論文第一作者泰勒·默奇（Tyler Murchie）形容，今天生活在育空的北極地松鼠有點像“囤積狂”，會把周邊環境里的各種碎屑材料都搬回巢穴。 正是這種行為，將大量動植物殘骸與其排泄物混合在一起，使得這些糞化石富含多物種、多層次的環境DNA信息。
在古生物學中，糞便一直是認識生命的重要樣本，從解析海豹糞便以判斷其飲食結構，到利用糞便追蹤難以直接觀察的野生動物種群。 不過，糞便高度有機、易被微生物分解，要以化石形態長期保存極為困難，因此這類保存時間跨越數十萬年的糞化石非常罕見，也格外珍貴。
研究團隊指出，來自永久凍土環境的糞化石甚至可能比骨骼更適合作為古環境DNA的載體。 盡管部分DNA可能在糞便沉積之后才接觸到這些樣本，但整體而言，這些遺存仍然構成了一座記錄遠古生命的“寶庫”，為探索過去的生態變化提供了前所未有的細節信息。
科學家還特別強調，從過去的演化與氣候故事中，可以汲取對當下和未來的啟示。 波因納表示，研究團隊可以觀察在過去的氣候變化中，哪些基因曾經經歷了強烈的自然選擇，這有助于推測當今動物在面對快速變暖的氣候時，可能如何適應，或者無法適應。
相關研究成果已發表在《自然·通訊》（Nature Communications）上，進一步凸顯了微小而不起眼的糞化石在解鎖地球深時記憶方面的巨大潛力。 這批遠古北極地松鼠的“糞便檔案”，也為科學界提供了一條獨特路徑，以重建曾經遍布猛犸象、古馬與“美洲獵豹”的冰河時代世界。
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