科学家揭开隐藏在古代便便中的3亿年前的秘密

科学家揭开隐藏在古代便便中的3亿年前的秘密。图片来源：科廷大学

（蜘蛛网eeook.com）据今日科学新闻：几个世纪以来，化石一直是人类了解深远过去的窗口，保存了数百万年前在地球上漫游的生物的形状。骨头、贝壳和石头上的印记告诉我们它们的大小、结构和运动。但是，如果化石能够告诉我们更多——不仅仅是古代动物长什么样子，还有它们吃什么、它们如何生活，甚至它们身体的微观化学成分呢？科廷大学领导的一个国际研究小组现在已经证明，由于史前粪便中分子痕迹的显着保存，他们可以做到。

该研究发表在《地球生物学》上，重点关注大约 3 亿年前的粪便化石或粪石，主要来自美国的马松溪化石遗址。虽然科学家们已经知道这些粪石含有胆固醇衍生物——一种指向肉类饮食的化学特征——但这项新研究走得更远。它揭示了这些微妙的分子痕迹如何在深远时期的破坏中幸存下来，为了解古代动物的饮食和有助于保护它们的环境条件提供了一个新的窗口。

传统上，化石化被理解为通过磷酸盐等矿物质保存硬组织的过程。当矿物质渗透并取代有机物质时，骨头和贝壳保持其结构，形成曾经活着的生物体的石头状复制品。但软组织和脆弱的分子更难保存，通常在化石化之前很久就已经腐烂了。分子痕迹如何存活数百万年的谜团长期以来一直困扰着科学家。

该研究的主要作者、科廷地球与行星科学学院兼职研究员麦迪逊·特里普博士用生动的比喻描述了这一发现。“化石不仅可以保存灭绝已久的生物的形状，还可以保留生命的化学痕迹，”她说。“但这些脆弱的分子如何存活数亿年，长期以来一直是个谜。我们可能认为有助于保持化石形状的磷酸盐矿物也能保护分子——但我们发现，散布在化石各处的碳酸铁颗粒就像微小的时间胶囊一样。

从本质上讲，磷酸盐矿物就像一个装有化石结构的宝箱，但碳酸铁颗粒才是隐藏着真正的“黄金”——分子线索的地方。这些微小的矿物颗粒可以保护脆弱的分子，使它们在很长的地质时期内保持完整。

为了确定这种现象是否是马松溪遗址所独有的，研究人员扩大了分析范围，包括来自各种物种、环境和时代的化石。研究结果是一致的：碳酸盐矿物始终与分子痕量的保存相关。

科廷西澳有机和同位素地球化学中心创始主任、ARC 获奖研究员 Kliti Grice 教授强调了这一发现的重要性。“这不仅仅是一次性或幸运的发现，”她说。“这是地球历史上正在出现的一种模式。碳酸盐矿物数亿年来一直在悄悄地保存生物信息。

这一见解对古生物学具有深远的意义。科学家们现在可以针对存在碳酸盐矿物的特定条件，而不是依靠偶然发现可能含有分子信息的化石，从而大大提高了发现古代生命分子线索的可能性。

生物分子的保存为理解过去开辟了一个新的可能性领域。化石一直让我们能够想象古代生命，但分子化石更进一步：它们让我们在化学层面上重建生态系统。我们可以推断出饮食、代谢过程，甚至物种之间的相互作用。软组织曾经被认为在数百万年后几乎不可能研究，现在可以从分子上一睹古代生物如何生活、进食和分解的方式。

格赖斯教授解释了这些发现的变革潜力：“了解哪些矿物保存了生物分子，使我们能够以前所未有的细节重建过去的生态系统。这不仅仅是了解动物长什么样子，而是了解它们如何生活、如何互动以及自然界如何对它们的存在做出反应。它在分子水平上将史前世界带入生活。

这项研究强调了古生物学和地球化学领域更广泛的革命。通过揭示分子保存的机制，科学家们现在可以探索以前被认为无法解决的问题。不同地区的古代饮食是什么样的？环境变化如何影响腐烂和保存的化学成分？有一天，我们能否从化石中锁定的化学特征中重建整个古代食物网？

这些问题不再只是推测。通过碳酸盐颗粒的安静保护保存下来的分子化石正在解开答案。每一个粪石，每一个微量分子，都是一个故事的片段，可以追溯到亿万年前，等待着科学家们去阅读。

想象从粪便化石中解开过去的秘密似乎平淡无奇，甚至幽默。然而，这些史前粪便被证明是有关古代生命的最丰富的信息来源之一。它们揭示了饮食，保存了经久不衰的分子，并为重建已不复存在的生态系统提供了新的工具。

通过地球化学家、古生物学家和化学家的共同努力，古代世界正在以前所未有的方式展现自己。碳酸铁颗粒，如同微小的守护者般散落在化石各处，一直默默守护着过去的分子宝藏。曾经看似平凡的东西——动物粪便——现在成为了解数亿年前生命的深刻钥匙。在这些不起眼的粪石中，科学家们发现，关于生命、死亡和保护的故事比任何人想象的都要丰富、复杂和惊人得多。

过去在分子和矿物中都在说话，我们终于学会了倾听。