在史前粪便中阅读生命之书

K.aren chin没有所有的答案，但她愿意制作那些尴尬的电话，这将为她提供她所需的信息。1998年有时间回来，当她需要知道什么尺寸的动物可以在一次方面产生2.4升的粪便。所以她叫医生学习了肠道运动。“我说，'这将是一个有趣的问题，但我是一个古生物学家，我很兴趣发现人类可以生产的最大粪便质量是什么。我想知道我是否可以与医生谈谈这一点。“她在她的轶事中停顿了，记住了电话线另一端的沉默。“这是一个奇怪的问题。”

花了一段时间才让接待员相信琴没有打恶作剧电话，但最终这个信息被传达给了医生。那天晚些时候，医生在不知礼貌和好奇的双重驱使下给她打了电话。他解释说，在他的工作中，他通常关注患者的健康，而不是他们产生的物质量，这是通过他们的排便来揭示的。他无法给下巴一个精确的数字。然而，他告诉下巴，对于一个男人或一个男人大小的动物来说，产生2.4公升的粪便是没有意义的。这个回答足以让琴的心歌唱。因为她很确定她已经发现了第一块化石霸王龙粪。

Chin并不是世界上唯一的古生物学家，世界上还有其他一些研究人员研究古代人类的粪便化石，以了解他们的饮食、健康和生活方式，还有一些研究灭绝动物的粪便化石。但Chin是该领域无可争议的领导者，她的工作为科学家们对中生代的理解带来了新的见解，当时高耸的爬行动物在地球上行走。“我想可以说，我研究的恐龙粪便比大多数人都多，”她谦虚地说。

“我说，”这将是一个有趣的问题，但我是一个古生物学家，我很兴趣发现人类可以产生的最大粪便质量是什么。“

下巴研究的粪便化石被称为粪化石。化石形成的基本过程与骨骼化石形成的方式没有太大区别：粪便上的沉积物层保护其免受空气、水和食用动物的伤害，而富含矿物质的水则从粪便中渗出。矿物逐渐取代了原来的材料，留下了一块石头。

一个温暖而开朗的女人，下巴对她的工作线路免疫笑话 - 她听到了他们所有人。“我喜欢与恐龙一起工作，因为我可以更容易地限制我喜欢称之为诗歌！”她说。从加拿大萨斯喀彻温省的2.4升标本不仅足够大，无法建议一个特大般的野兽，它还含有指示食肉饮食的骨碎片。那个证据，与粪便在沉积层附近的发现T. Rex.骨骼化石，让琴对她开创性的鉴定有了信心。

Chin现在是科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado, Boulder)的一名地质科学副教授。20多年来，他一直专注于研究粪便化石，因为这些化石具有揭示已灭绝的生态系统以及显示动物在这些生命网络中的位置的独特潜力。她研究这些残渣，想象自己如何回到最初。

Chin最近的调查产生了关于该星球上最令人灾难的事件之一的线索：全球灭绝事件在白垩纪结束时。当小行星或彗星在大约6500万年前猛击到地球时，它不仅重定为非禽恐龙，而且还注定了世界上所有物种的75％：植物，昆虫，哺乳动物等等。下巴已沉浸在破坏和世界如何康复的地质证据中。在那些死亡的景观中，生活发现了一种回报，新物种出现和蓬勃发展。下巴和她的同事认为他们可能已经发现这种复活的卑微源泉。

CHin最近的发现植根于早期的训练中，这让她的眼睛睁开了一个卑微的生物在生活中的角色。像大多数萌芽的古生物学家一样，她曾读过关于威廉巴克兰，这是一个19世纪的牛津大学地质教授，他们从希腊语中为粪便和石头的希罗特一词。在留意英国的Kirkdale洞穴后，巴克兰成为该领域的父亲，被认为是诺亚洪水的主要证据。事实上，巴克兰发现了，洞穴是一家鬣狗，清除者拖着他们的食物，留下自己的沉积物。巴克兰对鬣狗的化石粪便的研究大量进口：也许是第一次古生物学研究，绘制生态系统的轮廓。这种古老的生活网站和他们的贪婪的食肉动物和他们不幸的用餐可以追溯到那些留下的粪便。

20世纪80年代，陈在蒙大拿州立大学(Montana State University)攻读生物学硕士学位时，在传奇恐龙猎人杰克·霍纳(Jack Horner)那里找到了一份工作侏罗纪公园。起初，Chin的工作只是将化石骨头切成薄片，切片角圈可以在显微镜下检查。他们正在使用在蒙大拿州两种药物形成的化石，一个砂岩露面正在探索。岩石层富有丰富的新发现鸭嘴恐龙的骨头命名慈母龙而且不仅仅是骨头 - 也是巢和鸡蛋，而奇怪的blobby沉积物从巢中删除了一点。霍纳认为这些块状岩石，嵌入碎屑植物材料碎片，是恐龙馅饼。

“这是这项研究最酷的暗示。我们在这里找到了恐龙和甲虫之间相互作用的证据。”

秦自愿研究这些化石，并开始努力确认它们确实是粪化石。“当时的环境是恰当的，”她说，因为这种物质不是作为一个统一的层被发现的，而是作为离散的沉积物。它们并没有特别像粪便一样的形状，但她认为，它们可能从距离大鸭嘴龙一定距离的地方掉下来，撞击到地面上。但她说，当她开始切割化石并发现里面看起来像小洞穴的东西时，她找到了确凿的证据。它们会是蜣螂的洞穴吗?

她叫加拿大的一位领先的粪甲虫专家，并解释了她的研究问题，他们同意在下巴在多伦多举行会议时见面。会议举行一张咖啡桌在一般的多伦多酒店房间。“他带来了一些来自非洲的粪甲虫球，我带来了副群，”唐记得。专家比较了每个材料中的洞穴，并显示了下巴的明显相似之处。在这个场景中间，管家进来弥补了房间，但两个科学家们几乎没有抬起头。“他向我展示了为什么棺材中的洞穴是特征 - 他真的很兴奋，我真的很兴奋，”下巴说。这两位科学家开始挥手，热情地惊呼它必须是粪便，它必须是！一直，管家尽职尽责。

虽然大多数古生物学家梦想重建骨骼进入整个动物的骷髅，但下巴就会意识到谦虚的棺材可以讲述一个更有趣的故事。“身体化石是至关重要的，因为他们告诉我们生活在古老的环境中的生物类型以及他们看起来像是这样的，”她说。“这可以告诉我们他们以某种方式移动，并且有可能利用特定饮食的特殊牙齿。但他们并没有告诉我们特定生物之间的相互作用。“

由于一个充满恐龙的世界自然会涉及到大量的粪便，科学家们曾假定有生物体将这些物质回收到生态系统中。但没有直接证据表明这一过程是如何发生的。Chin的发现是白垩纪-古近纪(K-Pg)灭绝事件之前蜣螂活动的第一个证据。“对我来说，这是这项研究最酷的暗示，”Chin说。“在这里，我们有了恐龙和甲虫之间相互作用的证据。”

霍纳也对秦对粪化石的鉴定感到高兴，她随后的分析表明，恐龙肉中的植物物质来自针叶树。“粪化石是遗址中唯一保存下来的植物材料，它们确实帮助我们构建了整个生态系统，”霍纳说。“我们总是想重建生态系统，但通常很难做到。”霍纳解释说，在化石骨头旁边发现植物化石并不常见，因为植物材料在酸性环境中保存得更好，而骨骼在碱性环境中保存得更好。两种药物形成的粪化石提供了一种解决这个难题的方法，并产生了令人惊讶的信息。霍纳说:“确定恐龙咬掉的一口大小，可以告诉我们很多关于恐龙如何进食的信息。”

在与霍纳合作的过程中，Chin决定攻读地质科学博士学位，并写了关于食草恐龙粪化石的论文。不过，她并不认为粪化石会定义她的职业生涯;她希望转到古生物学的其他学科。“没人想和粪便扯上关系，”她慢吞吞地说。但她无法拒绝古生物学家不断送来的有趣的粪化石。“我不再试图重新定义我的研究，因为我们可以从化石粪便中学到很多东西，”Chin说。“我认为这些问题是我遇到过的最迷人的问题之一。”

T.他最先是拒绝下巴无法抵抗的问题被储存在一个博物馆的后面，在一个样品盒中藏在抽屉里。

她当时在北达科他州拜访了Pioneer Trails地区博物馆的古生物学家迪安·皮尔森（Dean Pearson），他在K-Pg上做了大量工作。皮尔森试图通过研究一个地质丰富的露头来重建大事件前后的环境，该露头包含了撞击的证据。K-Pg边界的标志是一层薄薄的沉积物，其中含有高含量的铱，铱是地球上稀有的元素，但在小行星和彗星中含量丰富，此外还有两种由强烈撞击产生的岩石：冲击石英和玻璃球体。

通过研究这个地质边界上下的化石，皮尔森可以将北达科他州的古代生态系统拼凑起来。“在撞击之前，这里是一个温暖潮湿的环境，”他说。“你可以想象北达科他州西南部与佛罗里达大沼泽地相似。”这一场景充满了生命：恐龙、较小的爬行动物和老鼠大小的哺乳动物在草原上蜿蜒而行，而溪流中充满了鱼，昆虫在空中嗡嗡作响。这次冲击结束了这个充满活力的世界，带来了一个烈火熊熊、天空漆黑的时代。研究人员认为，碰撞将大量的灰尘和灰烬送入大气层，足以阻挡太阳，阻止绿色植物的光合作用。植物群的消亡导致了以其为食的动物群的毁灭，皮尔逊阳光普照的草原变成了一片腐烂的植被和尸体的荒凉景象。

作为他寻求了解生活在这种灾难之后的生活中的一部分，Pearson一直在仔细研究K-PG边界层上方的沉积物，以确定哪些植物和动物卷土重来。在边界层上只有六厘米，在地质时间眨眼，他发现了一些有趣的东西：洞穴的僵化遗骸。当Chin来到2010年来拜访他时，Pearson让她踏上了一个梯子进入包含那个标本的高大抽屉，并展示了她在岩石中的隧道网络。下巴告诉他，她已经有太多的项目，她不可能接受另一个，但是 - 哦，这些都很酷。

不情愿地让奇妙的方式。下巴开始切割穿孔岩石，研究显微镜下的部分，呼吁她的同事Allan A. Ekdale进行洞穴专家见解。他们在一起决定了水平和均匀形状和宽度的洞穴，与现代蚯蚓产生的隧道相似。当下巴发现洞中粘土的小粒子颗粒时，壳体关闭。通过蚯蚓的消化道的污垢出现在富含粘土的粪便。Chin意识到她正在盯着大屠杀后缠绕在蠕虫的蠕虫中的柯尔格岩。

蚯蚓可能帮助和煽动了动物的生存，导致了辉煌的进化过程，最终产生了你。

“我认为蚯蚓在撞击后立即反弹，”Chin说。她认为，它们在地洞中受到了很大程度的保护，不受最初爆炸的影响，更重要的是，它们能够在随后的长时间饥饿中找到食物来源。她说:“人们猜测，幸存下来的生物是在碎屑食物网中。”

密尔沃基公共博物馆的地质学家彼得·希恩是这一理论的主要支持者之一:他的工作表明，包括绿色植物在内的食物链中的动物陷入了困境。但以腐烂的有机物为食的腐食动物，以及以这些腐食动物为食的大型动物，生存的机会要大得多。Chin的蚯蚓很符合这一理论，因为它们在那个腐烂的世界里找到了大量可食用的分解植物。“我可以想象他们从地洞里出来，来到这个满目疮痍的场景，说，‘这对我来说很好!’”她笑着说。

并不是所有的脊椎动物都在灭绝事件中死亡：一些鸟类、爬行动物和小型哺乳动物确实挺了过来，并继续在地球上繁殖。例如，水生海龟似乎已经在世界末日中轻松度过，而一组被称为多结节的穴居类啮齿动物类哺乳动物并没有受到特别的惊吓。但是他们是怎么做到的呢？古生物学家不仅记录了绿色植物的死亡，还记录了以绿色植物为食的昆虫的死亡。“那些吃昆虫的动物需要一些其他的蛋白质来源，”琴说，“而蠕虫可能是关键。”

研究人员一生都在讲述生命濒临灭绝的几英寸岩石中度过，他们说，Chin的虫洞纸为正在出现的脊椎动物如何生存并在地球上重新安家的新画面提供了一个很好的证据。

罗德岛大学的古生物学家大卫·法斯托夫斯基说:“这是一个非常好的故事——一切似乎都是一致的。”他曾与希恩一起研究过灭绝事件的幸存者。他说:“通过的生物是能找到藏身之处的动物，它们能以可用的食物为食——而碎屑大概是唯一可用的东西。”他说:“Chin的论文非常强烈地强化了这种碎屑岩信号。”

换句话说，这些古老的蚯蚓可能帮助和教唆了脊椎动物的生存，导致了辉煌的进化过程，其中包括你。

这是一个优雅的理论：在世界的浪费中，一个生物发现了寄托，并为开始新的生命遗产的动物提供了营养。这是蚯蚓自己的拒绝，告诉这个故事到好奇的下巴。生命之书是用Scat写的。

伊丽莎·斯特里克兰是《科技》杂志的副主编IEEE频谱。

本文最初发表于2013年11月的《废物》(Waste)专刊。