一块来自德国布罗马克化石产地的奇特化石,为科学家提供了关于大约2.9亿年前陆地生态系统中“捕食与被捕食”关系的罕见证据。这块编号为MNG 17001的标本,起初看上去只是砂岩里一些密密麻麻堆在一起的浅色碎骨,但古生物学家很快意识到,这其实是一团被古代掠食者吐出来、后来又石化的“呕吐物”。



研究团队在2021年于布罗马克发现了这块化石,它的年代属于二叠纪早期。标本是不规则的三维团块状,大约5厘米长、3厘米宽、1.4厘米厚,里面的骨骼碎片被压实聚在一起。为了避免破坏样本,研究人员用了微型CT扫描,对团块内部结构做了数字分割和重建。

结果显示,这团化石里一共包含了至少41块小型骨骼,长度都不超过20毫米,来自至少三种不同的动物。借助布罗马克地区过去30多年丰富的发掘资料,研究团队把这些碎骨跟已知的化石做了对比和鉴定。在可识别的物种中,有一部分骨骼属于一种叫Thuringothyris mahlendorffae的小型爬行动物;另一块上臂骨则来自Eudibamus cursoris,这是一种因为能用两条腿走路而在当地很有“标志性”的爬行动物。第三块比较大的骨骼被鉴定为某种大齿龙类的肢端骨,推测它所在的个体体长约60厘米,体型比较粗壮。

由于这些骨骼异常密集地聚在一起,研究人员推断,这是某个掠食者在捕食并部分消化了至少三种不同猎物之后,把没消化的骨骼一起反刍、吐出来所形成的团块。不过,类似的骨骼聚集也可能是化石粪便(也就是粪化石)造成的,所以团队需要进一步区分这到底是粪化石还是呕吐化石。为此,研究者对标本周围的基质做了X射线荧光分析。如果是粪化石,基质通常会因为肠道微生物活动而富集磷元素;但分析结果显示,骨骼周围并没有明显的磷浓度增加。这跟呕吐物在消化系统里停留时间较短、不会形成明显磷富集的特征是一致的,从而支持了“呕吐化石”的解释。研究认为,这是目前已知最古老的陆生脊椎动物呕吐证据。

从被吐出来的猎物体型差异来看,主导这次进食事件的掠食者显然是“机会主义”的——不挑食,抓到什么就吃什么。这类发现有助于重建古生态系统中捕食者与多种小型猎物之间的食物网结构。没有参与这项研究的北卡罗来纳州立大学学者William Freimuth指出,在布罗马克这样重要的二叠纪早期陆地生态系统中,这类呕吐化石是理解食物网结构的关键节点之一。

这类呕吐化石和粪化石被研究人员看作是“时间胶囊”:它们把多个物种的遗骸封存在同一个团块里,直接证明了这些动物在同一时间、同一地点共存,并且通过捕食关系联系在一起。至于到底是哪一种掠食者吐出了这团骨骼,研究提出了两种可能的顶级掠食者候选——Dimetrodon teutonis和Tambacarnifex unguifalcatus,两者都属于合弓类,是哺乳动物的远古祖先。

研究者强调,虽然呕吐化石在化石记录中比较罕见,但它的古生态学意义相当重大。这项关于MNG 17001的最新研究已经发表在《Scientific Reports》期刊上,为早期二叠纪陆地生态系统的捕食结构和动物行为提供了新的直接证据。