3300万年前,给再比如,一条鳄鱼站在现在的浅河岸上越南然后拉了个屎。然后,它踩到自己的粪便,在粪便上留下长而有鳞的手指的印记,粪便被柔软的泥泞的地面包围,最终成为化石。为了把这个古老的场景展现出来,科学家们不得不开着一辆车穿过泥泞的煤田,冲进鳄鱼养殖场的围栏,仔细研究脚和阴茎在印刷上的区别。

化石本身看起来就像一块粪便,但却是由岩石构成的。它有几英寸长,形状有点像美式橄榄球;对于未经训练的人来说,鳄鱼的足迹几乎是看不见的。但是,“如果你手里拿着很多屎,”即将出版的一本书的主要作者卡齐姆·哈拉帕拉尔说描述化石的论文,“你会注意到一些不一样的东西。”

当人们想到化石时,我们通常会直接想到恐龙骨头,但从广义上讲,化石是保存在岩石中的任何古代生命的证据,比如脚印,洞穴和便便都是公平的游戏。在过去的几十年里,研究人员更加关注化石粪便,或粪化石,以及它们如何促进我们对古代动物和生态系统的理解。这就是古生物学家哈拉帕拉尔中国到越南北部的那昂煤田。

卡齐姆·哈拉帕拉尔是一位古生物学家,他喜欢在越南的那阳遗址深入挖掘粪便化石。
卡齐姆·哈拉帕拉尔是一位古生物学家,他喜欢在越南的那阳遗址深入挖掘粪便化石。Kazim Halaclar

Na Duong是一个活跃的煤矿,但它也是一个化石的宝库——同样的沼泽环境允许腐烂的植物物质转化为煤,也保存了鳄鱼、海龟和一大堆粪化石。

研究人员在那里的时候经常下雨——哈拉帕拉尔回忆说,潮湿的岩石和泥土的气味使煤田又滑又泥泞。有几次,科学家们不得不下车推他们的车。但是,尽管天气条件不太理想,哈拉帕拉尔还是带着两个装满粪化石的手提箱回到了中国——总共大约有100个。在接下来的几个月里,他对这些化石进行了分类,其中有一个很突出:一个粪化石上有两个并排的凹槽。

哈拉帕拉尔并不能立即确定这些凹痕是脚印的一部分,所以他向他的朋友保罗·拉米(Paul Rummy)征求意见,他是IVPP的另一位古生物学家。哈拉帕拉尔的研究主要集中在哺乳动物化石上,而拉米的专业领域是爬行动物化石;他们以前合作过粪化石项目,几乎就像一种爱好。“卡齐姆和我谈的唯一话题就是粪化石,粪化石,粪化石,”拉米开玩笑说。

哈拉帕拉尔和拉米怀疑,那Duong粪化石可能是由今天的鳄鱼的远古亲戚留下的,这种鳄鱼几乎生活在最后的恐龙和第一批人类之间。为了确认它确实是鳄鱼粪化石,而不是另一种动物的粪便(或者只是一块非常丑陋的岩石),研究人员用金刚石锯子从粪化石的末端切下一小段,然后用扫描电子显微镜和CT扫描对其进行检查。它含有与食肉动物的饮食有关的告密元素和矿物质。虽然有些粪化石含有骨头碎片,甚至是整个猎物,但这一化石没有显示出任何这样的残留物。拉米说:“现存鳄鱼的消化道酸性很强,能溶解骨头。”史前鳄鱼也是如此,所以缺少碎片和骨头进一步巩固了鳄鱼粪便假说。

雨、泥、被困的车辆以及对鳄鱼圈地的近距离参观都是了解粪化石过程的一部分。
雨、泥、被困的车辆以及对鳄鱼圈地的近距离参观都是了解粪化石过程的一部分。Kazim Halaclar

研究小组怀疑粪化石上的凹槽也来自鳄鱼,但他们需要一个参考来确定。拉米一直在做其他鳄鱼类的研究,利用的是英国一个农场的现代标本北京那里饲养鳄鱼是为了吃肉。“所以我说,‘我们去鳄鱼养殖场吧。你测试一下足迹,看看它是否有效。’”拉米回忆道。

在农场,哈拉帕拉尔发现自己与围栏内的一只成年暹罗鳄鱼近距离接触。“只要两秒钟——她就能杀了我,”哈拉帕拉尔说。“我知道我很安全,但你能感觉到这是一个杀手,离我只有两米远。”他拍了一些鳄鱼在泥土里跺脚的照片,然后离开了那里。

照片显示,鳄鱼脚在坚硬地面上的角度与粪化石上的指纹不符,这表明地面一定是柔软泥泞的。但是通过比较现代鳄鱼的脚印和粪化石上的脚印,拉米和哈拉帕拉尔有一个很好的想法,那就是他们看到的是一只6英尺长的鳄鱼右脚前侧的第四和第五根手指。最初有一些其他的外部可能性——拉米和哈拉帕拉尔被他们论文的审稿人要求排除粪化石上的凹槽是另一只鳄鱼在试图与一只正在排便的雌性交配时留下的可能性——但是粪化石的角度和埋起来的方式都指向了一个鳄鱼脚印,很可能就是产生这个脚印的鳄鱼的脚印。

粪化石上有鳄鱼的趾印。
粪化石上有鳄鱼的趾印。halanearlar等人,2022

哈拉帕拉尔和拉米的侦探工作证实了3300万年前的生命快照,直到粪便落在河岸柔软的土壤上,然后才被踩上。Paula Dentzien-Dias教授巴西没有参与这项研究的美国联邦大学的格兰德称赞哈拉帕拉尔和拉米的研究是“货真价实的”。她说,发现有脚印的粪化石是一个罕见而令人兴奋的发现,因为,“当你有被踩过的粪便时,很可能是生产者踩过的。”这对我们研究粪化石的人来说很好,因为我们通常不确定生产者。这太神奇了。”

这还不是故事的结尾。哈拉帕拉尔和古植物学家正在进行的一项合作表明,沼泽河岸地区可能被荷花覆盖。未来与古植物学家和其他研究人员的合作可能有一天会重现整个生态系统,帮助我们进入鳄鱼真正涉足的过去。