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猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

科學 中國科普博覽

出品:科普中國

製作:090811mario

監製:中國科學院計算機網絡信息中心

在許多動物眼裡,屎,可是一個好東西。屎殼郎已經名聲在外,蒼蠅也天天圍著廁所轉悠,小兔子則直接從肛門攝取軟便,進行二次消化。

那麼,古生物是否也好這一口呢?

食糞,為傳統習俗

實際上,吃便便是一種非常古老的習俗

至少在兩億多年前,糞便就已經成為某些動物的糧食和愛巢,它們終日在糞便裡覓食、漫步和穿梭……這一切,並非憑空臆想,而是源於化石的作證。

來自亞利桑那州和澳大利亞的三疊紀時期糞化石,均已被科學家觀察到不同程度的食糞痕跡:糞化石表面有彎彎曲曲的凹槽,內部有直徑幾毫米的洞穴,微小洞穴裡還填充著與糞化石不一樣的沉積顆粒。這些都是兩億多年前的無脊椎動物對糞便進行一番享受後,所遺留的痕跡。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△來自澳大利亞三疊紀時期的糞化石,(G)疑似帶有無脊椎動物活動痕跡。圖片來源:參考文獻[1]

但我們很難精確識別出食糞者的身份,只能在對比現今具有食糞行為的無脊椎動物後,粗略地認為是雙翅目幼蟲的傑作,因為相同的痕跡可能由活動行為相似的不同動物產生。

不過,雙翅目小幼蟲只是漫長食糞史上的滄海一粟。隨著時間的推移,生命的演化,會有越來越多動物加入到食糞大軍中,其中更是不乏古生物界的頂流明星——猛獁象是也

食糞,猛獁象也在行

猛獁象最初起源於非洲,一路向北、向東擴散至歐亞大陸,並通過白令陸橋抵達北美洲,期間經歷多次演化,最終成為身披長毛的真猛獁象(Mammuthus primigenius),即《冰河世紀》電影裡的長毛象,同時也是大眾最熟悉的猛獁象種類。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△真猛獁象(長毛猛獁象)復原圖。圖片來源:wikipedia

如今,雖然冰天雪地裡不再有它們浩浩蕩蕩的身影,但在西伯利亞和阿拉斯加的凍土層之下,依舊埋藏著大量真猛獁象的屍體。隨著氣候變暖以及人類活動的影響,昔日冰河巨獸的遺骸會斷斷續續浮現於地面,而讓它們最先蒙上吃便便之名的猛獁象,叫做“Yukagir”

2002年,Yukagir猛獁象出土於西伯利亞北部的一個小村莊,它比較特殊,沒有軀幹,只有孤零零的頭部,是一隻不完整的成年雄性。科學家在後續的幾次發掘中,也只尋回了前腿、胃和部分腸道。

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△Yukagir猛獁象的遺骸。圖片來源:參考文獻[2]

腸道的內容物顯示,Yukagir猛獁象的最後一餐主要是莎草科植物、苔蘚、柳枝等,以及一坨糞便。你肯定會問:“為什麼腸道有糞便,就等於有吃便便的習慣呢?我腸道裡也有便便呀!”

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△猛獁象腸道裡的糞便。圖片來源:參考文獻[3]

和你不同,猛獁象的腸道裡還有真菌Sporormiella的子實體。

真菌Sporormiella極度嗜好糞便,普遍生長於家畜以及野生植食性動物的糞便之上,負責回收殘餘的營養物質,並且需要暴露在空氣中至少一週才會發育成熟。這意味著,Yukagir猛獁象臨死前吃了一坨並不新鮮的糞便——至少在地面上躺了一週且長滿真菌的糞便。

那它吃了誰的便便呢?

由於糞便化石和其它消化道內容物中,均沒有檢測到膽汁酸,這與其現代親戚大象的生理習性一致,所以Yukagir猛獁象很可能是自產自銷,或者是嘗它象之屎。

不過,一隻猛獁象存在食糞行為並不足以代表普遍現象,畢竟誰也不能保證Yukagir猛獁象沒有患上嗜糞的怪病。直至2011年,又有一項研究宣稱找到了猛獁象食糞的證據,這才讓大家意識到,猛獁象吃便便可不是鬧著玩的。

這回的糞便化石來自阿拉斯加的猛獁象體內,糞便中除了包含植物殘渣,還帶有許多真菌Sporormiella的子實體,以及缺乏膽汁酸。很顯然,這和Yukagir猛獁象的情況如出一轍——自產自銷或是嘗它象之屎,表明猛獁象吃便便並不是一種罕見現象,更像是一種常見的行為。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△阿拉斯加發現的猛獁象糞便化石。圖片來源:參考文獻[4]

此外,以上兩隻存在食糞現象的猛獁象還有一個相似之處——均為瀕死的成年個體。解剖結果顯示,它們的身體狀態較差,死亡時間都在冬季或早春,恰好是食物資源較為稀缺的時期,很可能長期遭遇著巨大的覓食壓力。或許對於猛獁象而言,在漫長又難熬的寒冬裡,上一個夏天留下的糞便是解決能量需求的重要食物之一。這也讓科學家認為,猛獁象吃便便的現象僅由覓食壓力所造成。

但很快,來自西伯利亞的一具猛獁象幼崽打破了這些認知。

食糞,從娃娃抓起

Lyuba是一頭雌性猛獁象幼崽,高85釐米,體長115釐米。它出生於冬末或早春,年齡為一個月左右,因渡河時溺水窒息而亡,隨後被埋藏於河床之下,軀幹以及器官幾乎完好無缺,是保存狀態最完好的猛獁象之一。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△猛獁象幼崽Lyuba。圖片來源:wikipedia

它作為一個月大的猛獁象幼崽,尚且無法咀嚼植物,嘴裡剛剛萌出的小牙齒也沒有明顯磨損,營養來源主要依靠母親的乳汁。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△猛獁象幼崽消化道裡的奶液殘留物。圖片來源:參考文獻[5]

但奇怪的是,Lyuba的腸道內竟然含有非常豐富的植物殘骸,主要有莎草科植物、柳葉、柳枝、苔蘚以及種子,並且帶有剪斷和扭曲的痕跡——這是在咀嚼。因此,科學家推測,剛出生不久的Lyuba肯定是吃了成年猛獁象的糞便。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△猛獁象幼崽消化道裡的植物殘骸,圖20和圖21為帶有咀嚼痕跡的莎草科植物。圖片來源:參考文獻[5]

推測很快得到驗證,科學家從Lyuba的腸道內又發現了糞便重度愛好者,真菌Sporormiella的子實體。如上文所說,這些子實體需要排便後暴露在空氣中一週才會形成。

如此一來,雖然沒在Lyuba的體內發現糞便,但因為存在大量帶有咀嚼痕跡的植物和真菌Sporormiella,我們有理由認為這頭猛獁象幼崽吃了已排洩至少一週的糞便。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△猛獁象幼崽的消化道內容物,圖42和圖43為真菌Sporormiella。圖片來源:參考文獻[5]

至於Lyuba吃了誰的便便,科學家給出的結論比較有意思:Lyuba死亡的季節是冬季或早春,天氣寒冷,地面上的老糞便可能處在冰凍或半解凍的狀態,剛出生不久的幼崽很難直接吞食。因此,首先是它的母親吞食掉一坨已經長著真菌的老糞便,然後排洩出體外,再由年幼的Lyuba飽餐一頓(禁止套娃)。

除了年齡較小,Lyuba與之前兩隻成年猛獁象的身體狀態也截然不同,它的皮膚之下儲藏著大量脂肪,這直接反映出營養狀況良好,且未受飢寒的影響,可謂是生龍活虎。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△頸部可見脂肪堆積形成的隆起,身體兩側也有較厚的脂肪層。圖片來源:參考文獻[6]

既然不缺營養,為何還吃便便呢?

答案或許可以從猛獁象的親戚類群中尋找,也就是現代的大象。

無論是新聞報道,還是科學研究,都有觀察到幼象會吞食成年大象的糞便,因為幼象需要從糞便裡攝取腸道細菌,以此來完善自身的消化系統和免疫系統,有利於以後消化各種各樣的植物。那麼猛獁象幼崽很可能會遵循同樣的行為,依靠吞食成年個體的糞便,建立腸道菌群,順便吸收額外的營養,填填肚子。

猛獁象:吃便便,要從娃娃抓起

△三個月大的非洲象在吃新鮮糞便。圖片來源:HERD Elephant Orphanage

由此可見,Lyuba是研究猛獁象行為的重要資料來源,它不僅帶來了猛獁象吃便便的新證據,還支持了吃便便是猛獁象的正常生活習性,男女老少均好這一口,且不再侷限於食物資源匱乏的冬季。

如果放眼古生物食糞行為的研究史,你會發現,諸如猛獁象這樣的大傢夥少之又少,Lyuba這樣的化石標本也難得一見,絕大多數化石都和小蟲子有關。但生命又是如此古老,億萬年的歲月裡,肯定還有很多有意思的食糞巨獸等待被髮掘,我們拭目以待……

(注:文中拉丁名均為斜體)

參考文獻:

[1] Northwood, Caroline. (2005). Early Triassic coprolites from Australia and their palaeobiological significance. Palaeontology. 48. 49 - 68. 10.1111/j.1475-4983.2004.00432.x.

[2] Mol, Dick; Shoshani, Jeheskel (Hezy); Tikhonov, Aleksei; GEEL, Bas van; Lazarev, Peter; Boeskorov, Gennady; Agenbroad, Larry (2006). "The Yukagir Mammoth: Brief History, 14c dates, individual age, gender, size, physical and environmental conditions and storage" . Scientific Annals, School of Geology Aristotle University of Thessaloniki (AUTH). 98: 299–314. Retrieved 2014-06-12.

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[5] Geel, Bas & Fisher, Daniel & Rountrey, Adam & Arkel, Jan & Duivenvoorden, Joost & Nieman, Aline & Reenen, Guido & Tikhonov, Alexei & Buigues, Bernard & Gravendeel, Barbara. (2012). Palaeo-environmental and dietary analysis of intestinal contents of a mammoth calf (Yamal Peninsula, northwest Siberia). Quaternary Science Reviews - QUATERNARY SCI REV. 30. 3935-3946. 10.1016/j.quascirev.2011.10.009.

[6] Fisher, Daniel & Tikhonov, Alexei & Kosintsev, Pavel & Rountrey, Adam & Buigues, Bernard & Plicht, Johannes. (2012). Anatomy, death, and preservation of a woolly mammoth (Mammuthus primigenius) calf, Yamal Peninsula, Northwest Siberia. Quaternary International - QUATERN INT. 255. 10.1016/j.quaint.2011.05.040.

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