本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
“我们所做的一切……都会留下印记，无论是善是恶，是祝福还是诅咒，……我们的足迹会留在我们所做的任何事情中……我们行为的踪迹，无论是好是坏，都具有生命力，它们将为我们作证或反对我们。”
亚当·吉福德，1864年谋杀案的检察官
夏洛克·福尔摩斯是一位天赋异禀的足迹解读大师，他一定会对博物学家在过去200年中在这门艺术中积累的成就感到欣喜。
关于支持科学新闻报道
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，您将帮助确保未来能够持续产出关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事。
足迹学 - 对踪迹的检查 - 被认为是地球科学中相对年轻的分支。对于公众而言，最著名的遗迹化石无疑是脊椎动物的足迹（尤其是恐龙），但足迹学涵盖了生物活动留下的极其广泛的踪迹：软体动物在岩石中的钻孔、动物在泥土中的洞穴、巢穴、脊椎动物的垃圾堆和庇护所、植物根的石化铸型，还有石化的粪便，以及最后但并非最不重要的人造物品（以雕刻岩石的形式）。
图1. 等迹手兽龙（Isochirotherium infernii）——后肢足迹的自然铸型。将遗迹种归因于真实的动物物种是棘手的，只有在极少数情况下，造迹者才会与其踪迹一起化石化。然而，根据来自同一地质构造或时代的已知化石物种，并将脚的解剖结构与足迹的形状进行比较，可以做出有根据的猜测：等迹手兽龙被归因于三叠纪的大型主龙。
像普通化石一样，生物在各种基质上留下的痕迹（尤其是脊椎动物在地面上的足迹）在古代就已经被注意到，许多古老的传说将足迹识别为曾经活着的生物步态的结果，然而，这些足迹被错误地归因于巨人、巨大的鸟类或其他神秘生物。即使在现代，一些遗迹化石也与非常奇怪的造迹者联系在一起，例如（据推测的）三叠纪垃圾堆给克拉肯，以及在布拉夫溪发现的全新世足迹，归因于遗迹种美洲北方人猿迹。
直到19世纪初，才开始首次广泛的科学探究，直到20世纪下半叶，足迹学才开始作为一门系统的、与其他科学领域分离的学科出现。公众对化石足迹的最初兴趣始于1800年至1830年，当时在康涅狄格河谷（马萨诸塞州）的侏罗纪沉积物中发现了大型三趾足迹，当时被解释为“诺亚的乌鸦”或其他巨型鸟类留下的痕迹（实际上是恐龙留下的，这种解释并非完全错误）——诺亚方舟的洪水仍然是各种奇怪发现的流行解释。
第一部关于四足动物足迹学的科学著作，关于在苏格兰砂岩板上发现的二叠纪足迹，由亨利·邓肯牧师于1831年出版。很快，手状骨刺的描述，被命名为手迹兽（恰如其分地意为“手哺乳动物”）和其他二叠纪和三叠纪沉积物的遗迹化石相继出现。
然而，早于19世纪的博物学家研究化石足迹的罕见例子。Il “Rinascimento”（文艺复兴）是14世纪在意大利兴起的一场文化运动，致力于收集经验知识。同样在意大利，几乎到处都有容易接近的中生代和新生代沉积岩露头，在许多情况下，这些露头富含各种化石和沉积构造。
白垩纪的“富科伊德泥灰岩（Marne a Fucoidi）”以其丰富的富科伊德命名——富科伊德是一种在这些泥灰岩中发现的深色分支结构。这些奇怪的痕迹在沉积物中非常丰富，甚至历史旅行指南也提到了它们。根据意大利的材料，法国地质学家阿道夫·布隆尼亚尔在1823年将这种假定的化石描述为藻类的遗骸——直到1881年，这些古代洞穴的遗迹化石特征才被人们认识到，并采用了现代术语枝状迹。
图2. 枝状迹的例子，如在“富科伊德泥灰岩”中发现的那样。晚白垩世泥灰岩，古比奥市附近的博塔乔内峡谷，翁布里亚。
另一种常见于意大利新生代地质构造中的化石痕迹是虫孔迹——由维拉·安东尼奥在1844年描述，并于1855年由博物学家亚伯拉罕·马索隆戈命名。
图3. 在西西里岛罗塞洛复合剖面中的斯卡拉德图尔基的赞克勒阶（上新世）特鲁比地层中发现的虫孔迹。
早300年（！）文艺复兴时期最伟大的两位博物学家以极大的好奇心观察和描述了岩石上的这些不寻常的痕迹。
列奥纳多·达·芬奇（1452-1519）这位通才，基于近期对动物行为的观察，对化石和地质学提出了远远超前于时代的推测。众所周知，列奥纳多拒绝接受化石（他称之为“尼基”，即贝壳）在沉积物中是非有机性质的观点，甚至拒绝接受化石是单一大型洪水的证据。他认识到化石与现代海洋生物的贝壳相似，并且这些“尼基”在沉积物中的沉积需要更长的时间，并且是持续发生的：这是对化石化过程的初步认识。
“在帕尔马和皮亚琴察的山脉中，可以看到大量的贝壳和珊瑚，上面布满了钻孔，仍然粘在岩石上。当我在米兰的大马雕塑上工作时，一些农民来到我的工作室，给我带来了一大袋。”
列奥纳多不仅研究了保存下来的贝壳，还对一些岩层表面留下的印记感兴趣。基于对现代沙滩上发现的海洋生物的观察，列奥纳多认识到，各个岩层是沉积阶段，中间穿插着没有或缓慢沉积的阶段，以及当沙子表面被活体动物占据时
“……在一个又一个岩层之间，有蠕虫在它们尚未干燥时爬行的痕迹”
列奥纳多还发现了记录可能捕食行为的遗迹化石
“[移动动物]的路径痕迹仍然保存在以与蛀木甲虫相同的方式被消耗掉的贝壳上”
然而，列奥纳多从未发表他的观察结果，因此他的知识不得不在他的秘密笔记本中等待三个世纪才能被重新发现。
那仍然是一个危险的时代，博物学家乌利塞·阿尔德罗万迪（1522-1605）出生于列奥纳多去世仅三年后，他的晚年被软禁在家中，因为他的自然主义推测而被指控为异端邪说。
阿尔德罗万迪是文艺复兴的产物：他学习法律和哲学以及其他艺术，但也对动物学、植物学、医学和地质学感兴趣。
在他作为博物学家的最重要的著作之一，在他去世后于1648年出版的“矿物博物馆（Musaeum Metallicum）”中，他描述、分类和展示了数百种“化石（fossilia）”，这个术语包括在地下发现和挖掘的所有东西——如岩石、土壤、化石树脂、矿物和遗迹化石——以及一些怪物和其他怪异之物。
尽管阿尔德罗万迪是个人观察的倡导者，但他仍然像这个过渡时期的其他博物学家一样，将后来伽利略的经验方法与早期哲学家的理论和哲学原则结合起来。
他将一些化石与现代动物的解剖部分进行比较，暗示了它们之间的联系，但对于其他与活体动物没有表面相似之处的化石，他仍然依赖于一种神秘的力量来塑造岩石。尽管如此，这种对岩石的初步分类仍然是一项令人难以置信的伟大成就——化石的真正本质，被理解为古代动物的遗骸和踪迹，直到18世纪后期才被普遍接受。
这种矛盾的方法也可以在遗迹化石中观察到：阿尔德罗万迪将一块有孔洞的岩石称为“指形燧石（Silicem dactylitem）”，因为这些孔洞与现代物种海笋（Pholas dactylus）的钻孔明显相似，海笋是一种食岩双壳贝，生活在地中海海岸的岩石内部。这种归属是有意的，阿尔德罗万迪详细描述了观察到的现代生物侵蚀，这是由这些软体动物造成的。
图4. 阿尔德罗万迪的“矿物博物馆”（1648年）中描绘的“关于燧石（De Silice）”的图版视图，被解释为软体动物的钻孔（=Gastrochaenolites）。下方是一块表面覆盖着奇怪蛇形图案的岩石，阿尔德罗万迪没有正确地将其识别为遗迹化石（Cosmorhaphe）。然而，这张插图非常逼真，这要归功于其极高的细节（注意足迹中的半圆形犁沟）以及使用阴影线来恢复主题的三维性和体积。
对于其他，我们现在知道的，遗迹化石，他只是简单地说“[它]类似于蛇形图案”，与列奥纳多不同，他明显地误解了这种无脊椎动物足迹（=游走迹）的性质。
图5. 三叠纪格罗登组中的无脊椎动物足迹示例，类似于阿尔德罗万迪描绘的蛇形图案。
阿尔德罗万迪描述的“柱状石（Stelechites）”是笔直的、亚圆柱形的结构
“[在]自然界中，我们也发现一种石头，它类似于树干，并显示出钢铁的硬度。”
然而，从图例和描述中，尚不清楚阿尔德罗万迪究竟指的是什么，也许这些化石是无脊椎动物洞穴（=潜穴迹）的碎片。
图6. 来自“矿物博物馆”（1648年）的“柱状石”——阿尔德罗万迪使用这个术语来表示各种来源的亚圆柱形元素。“柱状石”的一些标本最有可能代表遗迹化石，但大多数只是结核或无机矿物。
图7. 从特鲁比地层的泥灰岩和上覆的蒙特纳尔博内地层中露出的洞穴填充物碎片，位于皮科拉角（西西里岛）——遗迹化石符合阿尔德罗万迪给出的树状结构的描述；也许“钢铁的硬度”的概念与遗迹化石相对于周围岩石的明显抗侵蚀性有关。
阿尔德罗万迪甚至列奥纳多的许多成就长期以来被忽视并被遗忘。直到300年后，这两位杰出人物的知识才被重新发现，直到现在我们才开始欣赏，如果我们仔细检查痕迹，它们能告诉我们什么（未完待续……）。
参考文献
BAUCON, A. (2008): 意大利，足迹学的摇篮：阿尔德罗万迪和列奥纳多的遗产。 Studi Trent. Sci. Nat., Acta Geol., 83: 15-29
BAUCON, A. (2009): 乌利塞·阿尔德罗万迪（1522-1605）：文艺复兴时期对遗迹化石的研究。 遗迹学（Ichnos）, 16: 4, 245 - 256
BAUCON, A.. (2010): 列奥纳多·达·芬奇，足迹学的奠基人。 古生物学（PALAIOS） 25: 361-367
LEONARDI, G. (2008): 意大利的脊椎动物足迹学。 Studi Trent. Sci. Nat., Acta Geol., 83 (2008): 213-221
LOCKLEY, M. & MEYER, C. (2000): 欧洲的恐龙足迹和其他化石足迹。 哥伦比亚大学出版社: 323
MAYOR, A. & SARJEANT, W.A.S. (2001): 石头足迹的民间传说：从古典古代到现代。 遗迹学（Ichnos） 8(2): 143-163
WAGNER, E.J. (2006): 夏洛克·福尔摩斯的科学——从巴斯克维尔庄园到恐惧之谷，伟大侦探最伟大案件背后的真实法医学。约翰·威利父子出版社: 244