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蒙古国西部中生代粪便化石研究获进展

2021-04-16 古脊椎动物与古人类研究所
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  近日,《科学报告》(Scientific Reports)报道了对蒙古国西部早白垩世查干察布组螺旋状粪便化石的研究(论文题目为The first record of exceptionally-preserved spiral coprolites from the Tsagan-Tsab formation (Lower Cretaceous), Tatal, western Mongolia),这是该地首次发表的粪便化石记录。该研究由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所博士研究生Paul Rummy、Kazim Halaclar和陈鹤主导完成。

  该研究涉及的7件标本是由古脊椎所研究员汪筱林于1998年参与蒙古高原国际恐龙项目科考期间于同一地点所采集,在与汪筱林对比讨论化石采集地点信息后得出结论,这7件粪便化石标本均产自蒙古国西部Tatal盆地早白垩世查干察布组(Tsagan-Tsab formation),包括6件螺旋状粪化石和1件涡旋状粪化石,现藏于古脊椎所。除粪便化石外,该地点过去有其他脊椎动物化石的发表记录,如复齿湖翼龙(Noripterus)。

  粪便化石是一类遗迹化石,对这类型化石的研究目前已成为该领域最重要的研究方向之一。随着人们逐渐认识到粪便化石所包含的信息在古生物学和古生态环境中的作用和重要性,粪便化石已成为揭示古生物信息的重要工具之一。不同造迹者所产生的粪便存在不同的形态特征,因而透过不同粪便化石的比对,也可反应出造迹者的相应类群及其肠道构造的演化信息。相关研究的起步早,科学家于1667年对现生鱼类螺旋瓣状的肠道开展研究。迄今已知最古老的螺旋纹状粪便化石记录在南非上奥陶统索姆页岩中,而最早的涡旋状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,涡旋状粪便化石的记录更罕见,多见于古生代和新生代地层中。

  本次报道中,研究发现了四个新的粪便化石遗迹类别,两个新的遗迹种Hyronocoprus tsagantsabensisHyronocoprus hunti;两个新的遗迹属Megakalocoprus barremianensisScrollocoprus tatalensis。高精度的计算机显微断层扫描(CT)显示,这7件粪便化石标本中均存在骨骼残片和鳞片,并存有完整的围眶骨。据此,研究人员推断产生这些粪便化石的生物的消化系统环境可能并非强酸性,并不足以溶解食物中的骨骼等。此外,扫描电镜能谱(SEM-EDS)分析中的钙和磷酸盐也表明这些粪便化石的造迹者具有肉食性类群的特征。较小尺寸的Scrollocoprus中发现了疑似植物花粉,被摄食动物完整的眶下骨、成团的骨骼碎片和菱形的硬鳞片,表示其造迹者有可能是以动物和植物为食的杂食性类群,或它是捕食了植食性的动物所造成的残留。此外,其表面还存在生物侵蚀的痕迹,更进一步提供了白垩纪早期粪便分解者的相关生态信息。这一新属的Scrollocoprus遗迹化石是目前全世界第二件发现的中生代涡旋状粪化石。

  由于这7件粪化石的大小不一,研究推测这些粪便化石的造迹者体形的大小也不相同。另从这些粪便化石的颜色、干裂程度、孔的数量、空腔数量及盘管深度存在的差异来看,其埋藏条件也各不相同。受益于与古脊椎所张弥曼院士和张江永研究员的讨论,科研人员推测Hyronocoprus tsagantsabensisHyronocoprus huntiMegakalocoprus barremianensis的造迹者可能与鲟形目(Asipenseriformes)的成员有关。目前尚无法确定Scrollocoprus tatalensis具体是哪一类特定鱼类产生的,但它有或来源于肉鳍鱼类(Sarcopterygians),其中,未被消化完全的对象可能为叉鳞鱼目(Pholidophoriformes)的成员。另外,这些粪便化石表明蒙古国西部Tatal盆地在早白垩世曾经生活着大量的鱼类。

  研究工作得到国家自然科学基金和中科学战略性先导科技专项的资助。

  论文链接 

七件粪便化石(Rummy, Halaclar & Chen, 2021)

打印 责任编辑:侯茜

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