在古生物學與考古學領域，隱藏著哪些神秘的線索？有沒有一種方法，可以讓我們瞭解古生物如何生存，吃什麼，甚至推測當時的環境狀態？哪些化石能夠在億萬年後依然儲存著古生物的飲食痕跡？它們就是3位古老的“信使”——牙結石、胃容物和糞便化石。
牙結石、胃容物和糞便化石
（圖源：《知識就是力量》雜誌）
牙結石：飲食與健康的
“時光寶盒”
牙結石是由殘留的食物顆粒與口腔中的微生物和唾液混合，在牙齒表面逐漸沉積而成的。
透過對牙結石進行元素分析、化學成分鑑定，能夠確定其中包含的物質，進而推斷古生物所攝入食物的種類，以及生存環境中的化學元素分佈情況。
分子生物學技術也被應用到牙結石的研究中，透過提取牙結石中的古DNA分子或古蛋白質（關於古DNA分子詳見本期《分子考古學家的科研日常》），嘗試重建古生物的遺傳資訊和生理特徵，從而更深入地瞭解它們的生存狀態和演化歷程。
東亞早期現代人的“選單”
以湖南省道縣福巖洞出土的人類牙結石為例，科研團隊藉助先進的技術手段，從中分析發現了橡子、塊根塊莖等多種植物的澱粉粒。這說明，在距今12萬～8萬年前，東亞早期現代人已經開始廣泛利用富含澱粉的植物資源了。
湖南省道縣福巖洞出土的人類牙結石
（圖源：《知識就是力量》雜誌）
可以想象，在艱難的環境中，東亞早期現代人展現出了驚人的適應能力和創造力，他們努力尋覓著食物資源，學會了識別可以安全食用的植物，憑藉著智慧與勤勞在這片土地上堅韌地生存著。
遠古“草食英雄”：施泰因海姆嵌齒象的生態適應之路
現代象類的祖先——施泰因海姆嵌齒象，它們的牙結石更是有著獨特的故事。科學家在其牙結石中發現了草類的植矽體（某些高等植物從地下水中吸取了可溶性二氧化矽，二氧化矽會沉澱於植物細胞內部或者外部位置，從而形成含非晶態的二氧化矽顆粒），表明它是純粹的食草動物。
嵌齒象生態復原圖
（圖源：《知識就是力量》雜誌）
施泰因海姆嵌齒象生活在距今約1600萬年的新疆準噶爾盆地。那時，準噶爾盆地的大部分割槽域還是溫暖溼潤的森林，大規模草原尚未出現。施泰因海姆嵌齒象卻大膽地選擇以草為食，這種獨特的食性在當時極為罕見。
象牙牙結石提取圖
（圖源：《知識就是力量》雜誌）
隨著環境的變化，該地區出現了小範圍的草原，施泰因海姆嵌齒象因提前適應吃草而得以生存。
為更好地適應吃草生活，它們的牙齒不斷進化，齒冠變高，釉質齒板排列更密集，形成了巨大而耐磨損的磨盤般臼齒結構，提高了對食物的消化效率，從而存活了下來，成為現代象類的祖先。
胃容物：
飲食的“直接密碼”
胃容物就像是古生物飲食的直接密碼，能讓我們確切知曉古生物在死亡前的最後一餐。透過分析胃容物中的植物種子、果實、葉子、昆蟲、小型動物等，可以確定古生物的食性——若胃容物中主要為植物材料，該古生物可能是草食性動物；若含有大量動物骨骼和毛髮，則很可能是肉食性動物。胃容物還能提供古生物生存環境的資訊，例如發現特定地區的植物種子，就能推斷古生物曾生活在那個地區。
古鳥胃容物（圖源：《知識就是力量》雜誌）
熱河鳥與它的木蘭葉美食
熱河鳥生活在距今約1.2億年前，是除始祖鳥之外和鳥類祖先最接近的一個支系，2002年，由我國古生物學家發現並以其原始的尾巴和化石產地命名。
熱河鳥有著靈敏的嗅覺，白天外出覓食，晚上回巢休息，體型與野雞十分接近。不同於有著一口鋒利牙齒的恐龍，它們只有幾個小小的牙齒；也不同於現在的鳥類，它們擁有一條像恐龍一樣的、由20多節骨質尾椎所組成的尾巴。
但熱河鳥究竟在食用哪種植物呢？答案藏在熱河鳥的胃容物中：科研人員利用植矽體分析、X射線、CT掃描、掃描電子顯微鏡、幾何形態分析等手段，證實熱河鳥的胃容物中保留了來自木蘭類葉子的植矽體。
糞便化石：
消化系統的“最終謎底”
提到糞便化石，很多人首先會聯想到不好的氣味。但經過漫長的地質歷史時期，糞便化石中的有機物質已經被礦物逐漸替代，並且在石化過程中，那些會產生臭味的揮發性物質早已消失殆盡。所以，當科研人員發現和研究糞便化石時，通常不會聞到臭味。糞便化石雖然看起來不太美觀，卻是古生物消化系統的終極產物，蘊含著豐富的資訊。
糞便化石（圖源：《知識就是力量》雜誌）
透過分析糞便化石的形狀、大小、成分等，可以推斷古生物的食性和消化方式——草食性動物的糞便化石通常較大且形狀規則，含有大量植物纖維；肉食性動物的糞便化石則相對較小、形狀不規則，可能含有動物骨骼碎片等。
糞便化石還能反映古生物所處的生態環境，若其中發現特定的花粉或孢子，就能推斷古生物生活在該植物生長的環境中。
糞便化石中的生物多樣性密碼
科研人員曾在河南省“許昌人”靈井遺址的鬣（liè）狗糞便化石中，發現豐富的動物毛髮、骨骼碎片以及植物纖維等。透過對這些物質的分析，可以推斷出鬣狗的食物來源較為廣泛，既包括小型哺乳動物，也有一定比例的植物性食物。這說明，在特定的歷史時期內，該地區展現出了豐富的生物多樣性，各個物種編織成一張錯綜複雜的食物網。
“許昌人”靈井遺址
（圖源：《知識就是力量》雜誌）
此外，糞便化石還可能包含其他有價值的資訊，如動物的健康狀況、消化系統的特點等。對糞便化石的深入研究，有助於我們更加全面地認識古生物的生存狀態和演化歷程。
牙結石、胃容物和糞便化石以不同的方式記錄著遠古生命的歷史片段。它們的存在，使得古生物學與考古學不再僅僅是化石的堆砌與分類，而成為一個活生生的、充滿細節的故事講述平臺。透過這些“信使”，我們不僅能夠了解到古生物如何生活、吃什麼，甚至可以推測當時的環境狀態，構建起一幅幅生動的歷史畫面。
撰文 | 吳妍
責任編輯 | 高琳 段陽陽
運營編輯 | 段陽陽
質量稽核 | 業蕾
❖ 文章來源：《知識就是力量》雜誌
《古代生物消化系統“三劍客”牙結石、
胃容物和糞便化石裡的秘密》 ❖
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