卷曲形态与肠道直接相关

20210611期来自:江苏科技报

鲨鱼、鳐鱼、肺鱼等具有复杂螺旋形瓣肠,图为肺鱼

不同造迹者所产生的粪便存在不同的形态特征。通过对比不同粪便化石,可以得到造迹者的相应类群及其肠道构造的演化信息。类似的研究由来已久,早在1667年,科学家就已经对现生鱼类螺旋瓣状的肠道进行了研究。

迄今已知最古老的螺旋状粪便化石记录在南非上奥陶统索姆页岩中,而最早的涡旋粪便化石记录在爱尔兰梅奥州路易斯堡志留系地层中。一般来说,涡旋粪便化石的记录更为罕见,多见于古生代和新生代地层中。

人们普遍认为,螺旋状粪便化石确实是具有复杂螺旋形瓣肠动物的产物,如鲨鱼、鳐鱼、肺鱼,也许还有鱼龙。它们与水生环境密切相关,并在一般情况下被迅速掩埋。

中科院古脊椎所博士生陈鹤介绍,一般来说,研究螺旋粪便化石相对容易,因为其特定的卷曲形态可以直接与特定类型鱼类的肠道相联系,这在化石和现生物种上都得到了证实,例如鲨鱼、桨鱼、鲟鱼、肺鱼等。这些工作大部分是由以前的人完成。

谈到具体该如何分析粪便化石,保罗·拉米表示,当你得到一块粪便化石时,首先要做的是确认它是粪便化石,而不是其他什么东西,这可以使用现代元素分析(比如能谱分析)来实现。肉食性动物的粪便化石通常由磷酸钙和其他有机物组成,但需要注意的是,粪便化石最初的物质组成通常会在其石化过程中发生改变。同时,食草动物的粪便中普遍缺乏磷酸盐,其石化过程中矿物质的富集是很明显的。粪便化石是如何形成的,与它的埋藏环境有很大关系,这被称为埋藏学研究。

在这项研究中,研究人员划分了不同的粪便卷曲纹饰,可以指示埋藏时间。通常新鲜粪便的外层包裹着一层肠黏膜,如果被迅速掩埋,这层肠黏膜会保留下来,这就是为什么研究者会看到浅的卷曲纹。螺旋状粪化石就像缎带,在水中浸泡一段时间后就会展开。研究者必须对其进行适当的观察,看这些卷曲是自然解开的,还是断开的。

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