地质学家知道你可以从岩石或冰芯或沉积物每一层都是地球故事的一章。在露头岩层中,喷发、冷却和碰撞都可以按照发生的顺序被记录下来。冰芯揭示关于过去气候的线索以及工业化和核时代兴起的证据。埋在这些时间胶囊里的化石表明,一些生物曾在其中爬行、滑行或游泳,以及它们在途中吃了什么。这种随时间追踪沉积物的过程被称为地层学。事实证明,这是研究大堆便便的好方法。

这就是渥太华大学的生物学家劳伦·加兰特(Lauren Gallant)所说的加拿大当她和几个同事在牙买加的一个山洞里切下一堆高堆的蝙蝠粪便时,发现了这种细菌。

人类将这个位于特里罗尼教区的裂缝称为“离家之家”,但蝙蝠几千年来一直声称它是它们的。大约有5000只生物,跨越几个物种,现在栖息在那里,放大和缩小,在岩石口附近露营的研究人员身上觅食和小便。没有办法确切地知道有多少蝙蝠在洞穴里飞翔,但确实很多,而且气味证明了洞穴是它们的领地和厕所有多长时间了。

野外摄制组的成员向洞穴走去。
野外摄制组的成员向洞穴走去。克里斯·格鲁姆斯

洞穴的湿度接近100%,而且充满了氨气,研究人员在冒险进入洞穴时必须戴上呼吸器。因为蝙蝠一直把洞穴当作一个粪坑——没有清粪的男人几千年来,鸟粪堆积如山。即使是接近这些沉积物也是一项壮举:研究人员必须手持工具,用绳索进入洞穴。加兰特没有亲自前往,但她听到了一些令人不快的故事。她说,这个充满粪便的洞穴“温暖而粘稠”。“我无法想象这有多有趣。”

前往那里的科学家们在最高的沉积物上设置了设备,用托盘在土堆上雕刻出薄板,得到的样本代表了粪便山的四英尺多。核心是各种色调的橙色和棕色条纹,顶部较浅,底部较深。顶层是液态的,但当加兰特的团队在实验室冷冻干燥样本时,它们变得蓬松了。底层——最古老的——密度更大,更粘。加兰特说,干燥后,他们回忆起一种“细粒沙子,而不是蓬松的鸟粪,当你移动它时,它会静态地附着在所有东西上。”

这种蝙蝠,舌蝠,或帕拉斯长舌蝙蝠,是目前栖息在洞穴中的物种之一。
这种蝙蝠,Glossophaga soricina帕拉斯的长舌蝙蝠是目前栖息在洞穴里的物种之一。伯纳德杜邦/CC BY-SA 2.0

这工作很麻烦,但很值得。科学家可以从粪便中学到很多东西。研究人员挖掘古老的人类厕所进行研究历史性的饮食微生物组在2019冠状病毒病大流行期间监测污水寻找病毒爆发。粪便,尤其是动物的粪便,还可以帮助科学家重建早已消失的景观。今年四月,研究人员写日记自然植物描述了史前甲虫的化石,布满花粉的粪便,Pelretes vivificus他帮助勾勒出了古代昆虫与白垩纪早期开花植物之间的关系。

由于不同种类的蝙蝠吃不同种类的食物,从昆虫和小型哺乳动物到花蜜、水果和血液,加朗特的团队怀疑鸟粪可以帮助他们弄清楚过去4300年来居住在这个洞穴里的蝙蝠的饮食。他们还从飞入他们悬挂的雾网的生物身上收集了样本伯利兹褐色小颗粒或五颜六色的果粒,种子悬浮在透明的粘液凝胶中。来自现存物种的样本是“我们的制衡,真的,”Gallant说。

为了到达鸟粪,科学家们不得不顺着绳索下降。
为了到达鸟粪,科学家们不得不顺着绳索下降。克里斯·格鲁姆斯

研究人员研究了牙买加的老木桩,分析了在动物和植物中发现的稳定的碳和氮同位素以及被称为固醇和固醇的化合物。所有这些都为饮食提供了线索:以水果为食的蝙蝠的粪便中这些同位素和化合物的浓度与以昆虫为食的蝙蝠的粪便不同。研究小组得出结论,在公元前1000年至公元前500年,以及公元前700年至1900年之间,以水果为食的蝙蝠是洞穴的主要排便者。

在一篇关于他们研究的论文中,最近发表在杂志上JGR Biogeosciences,加兰特和他的同事提出了两种可能的解释。在那个时期,这个洞穴要么是更多吃水果的蝙蝠的家,要么是吃昆虫的蝙蝠扩大了它们的味觉,也在狼吞虎咽地吃水果。加兰特说:“有证据表明,那些时期温暖干燥,有利于水果而不是昆虫。”

那是很多蝙蝠的粪便。
那是很多蝙蝠的粪便。克里斯·格鲁姆斯

鉴于没有太多其他的研究牙买加克莱姆森大学(Clemson University)的研究生亚历山德拉·查利基斯(Alexandra Tsalickis)也研究过鸟粪核,但没有参与这项研究。他说,这篇论文将会很有用。Tsalickis在一封电子邮件中写道,从事古气候研究的科学家也可以收集碳和氮的数据。“新鲜的鸟粪应该在牙买加收集,以便与牙买加的核心进行比较,”Tsalickis补充说。

想要获得更具体的信息,可能需要在鸟粪中寻找DNA——如果有存活下来的话——或者寻找饮食标记,比如脂肪酸,甚至昆虫部位。加兰特说:“我认为这将涉及到更多的变量,看看你是否能推断出更多关于组成的信息。”Tsalickis鼓励团队研究氘,氢的同位素,以了解更多关于水分如何随时间波动的信息。“一个鸟粪核可以带来许多其他科学问题和研究机会,”Tsalickis说。“这就是蝙蝠粪便研究的美妙之处。”