大约 2.3 亿年前，一只西里龙（Silesaurus opolensis）感到饥饿。这种与恐龙近亲的生物，身高堪比大丹犬，尾巴长达一米，在如今波兰西南部沼泽植被中觅食。然后，像所有脊椎动物一样，这种爬行动物排泄出无法吸收的东西。千年过去了，这些废物石化了——其中还嵌入了几只微小的甲虫。这些甲虫，作为遥远血统的使者，现在代表了从粪便化石中描述出的第一个昆虫物种。该发现于周三在《当代生物学》上发表。
从历史上看，琥珀一直是古生物学家和昆虫学家研究三维古代节肢动物的最佳来源。这些蚂蚁、蜘蛛和甲虫悬浮在石化的金色树脂中，看起来好像它们就在片刻之前还在爬行。除了保存下来的苍蝇和螨虫外，最古老的此类化石只能追溯到大约 1.3 亿年前，这使得嵌入岩石中的扁平标本记录了较早侏罗纪和三叠纪时期的甲虫。但是粪便化石，即粪化石，是“丰富且被忽视的”古代信息来源，瑞典乌普萨拉大学的古生物学家、这项新研究的主要作者 Martin Qvarnström 说。他说，它们不仅可以揭示物种或进化见解，还可以为古生物学家提供关于来源动物的生态系统和饮食的具体证据。
Qvarnström 和他的同事在波兰奥济梅克附近的一个粘土坑中发现了一块特殊的硬币大小的粪化石。科学家们对西里龙所属的三叠纪食物网很感兴趣，因此他们使用一种称为同步加速器微型断层扫描的技术观察了这个不透明的化石内部。这个过程从各个方向向化石发射 X 射线束，以清晰地揭示其内容。将生成的图像文件数字化地拼接成粪化石内部的三维模型是一项艰巨的工作——“类似于在 Photoshop 中工作”，Qvarnström 说。但是当几只甲虫的细节出现时，他感到非常惊讶。“就像它们在你面前活过来一样，”他说。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保今天关于塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
西里龙的艺术家描绘图。来源：Małgorzata Czaja
为了鉴定这些可能被西里龙吞下的昆虫，古生物学家联系了台湾国立中山大学的昆虫学家 Martin Fikáček。Fikáček 最初怀疑甲虫是否能得到很好的保存。“有很多化石看起来很壮观，但你真的无法说出[标本]是什么，因为你看不到所有的特征，”他解释说。但 Fikáček 很快意识到，这个标本——其特征具有明显的变异，例如其细长的触角和分节的腹部——使其与先前描述的甲虫截然不同。“我们一步一步地重新检查和双重检查，进行了计算机分析......，它总是证实它是一个已经灭绝的血统，一些今天没有幸存下来的东西。”该团队以其出处命名了新的物种Triamyxa coprolithica。
“我对他们能够用这些隐藏在粪化石中的微小物体的所有工作印象深刻，”芝加哥菲尔德博物馆的名誉馆长 Margaret Thayer 说，她没有参与这项发现。“这表明粪化石可以为研究提供惊人的标本。”研究人员近年来对其他一些粪化石进行了成像。其中一些含有昆虫的碎片，但没有一个揭示出新的物种。
从三维同步加速器微型断层扫描中，可以看到Triamyxa甲虫在粪化石内部的重建图中。来源：Qvarnström 等人。
Thayer 说，同步加速器微型断层扫描可以让研究人员看到“大量的细节”，而无需真正看到实际的昆虫。“没有人真正见过这只实际的甲虫，这让我感到非常惊讶。”她补充说，高分辨率成像技术“真正彻底改变了我们研究许多以前完全难以处理的标本的能力”，例如T. coprolithica，并指出在它出现之前，“我们甚至不知道它们是标本。”
T. coprolithica 属于 Myxophaga，这是一组今天生活在潮湿、覆盖藻类的环境中的大型甲虫。新鉴定的物种很可能生活在相似的生态位中，Fikáček 很高兴看到如此古老的标本与目前存在的 Myxophaga 群体成员非常相似。“它已经很小了。它已经成群地生活了——否则粪化石不可能充满它，”他说。“它们可能在 2.3 亿年前就以与今天相同的方式生活。这就像，哇，它们非常古老，并且有一些非常成功的生存策略。”当然，T. coprolithica 没有生存到今天。它灭绝的原因尚不清楚，但“在某些方面，进化是一项大型实验，”Thayer 说。“有些事情有效，有些事情无效。”
Qvarnström 和 Fikáček 都表示，昆虫进化的更多秘密可能隐藏在古生物学家已经发现的许多可以追溯到三叠纪和更早时期的粪便化石中。他们希望这一发现能激励其他人使用成像技术来窥探这些化石和未来出土的粪便。Qvarnström 补充说，与所有可能性相反，石化的粪便很可能会隐藏有关这些古代生态系统的新线索。“去那里看看更多的粪化石！”他说。