地质学家知道你可以从岩石,冰芯或者沉积物每一层都是地球故事的一章。在露头岩层中,喷发、冷却和碰撞都可以按发生的顺序被记住。冰核泄露关于过去气候的线索,并为工业化和核时代的兴起提供了证据。埋在这些时间胶囊里的化石指向了一些在这片土地上爬行、滑行或游泳的生物,以及他们沿途吃的东西。这种随时间追踪沉积的过程被称为地层学。事实证明,这是研究一大堆便便的好方法。

这就是渥太华大学的生物学家Lauren Gallant所说的加拿大她和几位同事在切割牙买加一个洞穴中堆积如山的蝙蝠粪便时发现了这一发现。

人类将特里劳尼教区的这条裂缝命名为“离家的家”,但蝙蝠却声称这是它们的领地,已经有几千年了。5000只左右的生物,跨越多个种类,现在栖息在那里,它们飞来飞去,在靠近岩石口的研究人员身上觅食和小便。没有办法确切知道到底有多少只蝙蝠在洞穴里飞翔过,但确实很多,而且这种气味证明了洞穴是它们的领地和厕所有多长时间了。

野外摄制组的成员正前往洞穴。
野外摄制组的成员正前往洞穴。由Chris新郎

洞穴的湿度接近100%,里面充满了氨气,研究人员在冒险进入洞穴时必须佩戴呼吸设备。因为蝙蝠长期以来把洞穴当作一个粪坑——没有清粪的男人几千年来,大量的鸟粪堆积在这里。即使是接近这些沉积物也是一项壮举:研究人员必须手持工具,通过绳索进入洞穴。格兰特没有亲自前往,但她听到了一些令人不快的故事。她说,满是粪便的洞穴“又热又粘”。“我想象不出有多有趣。”

科学家们在最高的沉积物处建立了基地,用托盘在土堆上雕刻薄板,得到的样本代表了超过四英尺的粪便山。核心是各种颜色的橙色和棕色条纹,顶部较浅,底部较深。顶层是液态的,但当格兰特的团队在实验室冷冻干燥样本时,它们变得蓬松。最下面的层——最古老的层——密度更大,粘性更强。加朗特说,干燥后,他们回忆起一种“更细的沙子,而不是蓬松的鸟粪尘,当你移动它时,它会吸附在任何东西上。”

这种蝙蝠,gloophaga soricina</em>,或帕拉斯长舌蝙蝠,是目前栖息在洞穴中的物种之一。
这种蝙蝠,Glossophaga soricina帕拉斯长舌蝙蝠是目前栖息在洞穴中的物种之一。伯纳德·杜邦/CC BY-SA 2.0

这项工作很麻烦,但很值得。科学家可以从粪便中学到很多东西。研究人员挖掘了古老的人类厕所进行研究历史性的饮食而且微生物组在2019冠状病毒病大流行期间有污水的监视寻找病毒爆发粪便,尤其是动物的粪便,也可以帮助科学家重建消失已久的景观。今年4月,研究人员写日记自然植物描述了史前甲虫布满花粉的化石粪便,Pelretes vivificus,帮助我们勾勒出了古代昆虫和白垩纪早期开花植物之间的关系。

由于不同种类的蝙蝠吃不同种类的食物,从昆虫和小型哺乳动物到花蜜、水果和血液,格兰特的团队怀疑鸟粪可以帮助他们弄清楚过去4300年来占领洞穴的蝙蝠的饮食。他们还从飞入他们悬挂的雾网的生物身上收集样本伯利兹小的棕色小球或五颜六色的果粒,种子悬浮在透明的粘液凝胶中。从现存物种中提取的样本是“我们的制衡手段,真的,”Gallant说。

为了接近鸟粪,科学家们不得不用绳索下降。
为了接近鸟粪,科学家们不得不用绳索下降。由Chris新郎

研究人员将古老的牙买加石堆分成狭窄的薄片,分析其稳定的碳和氮同位素,以及在动植物中发现的被称为甾醇和甾醇的化合物。所有这些都提供了饮食方面的线索:以水果为食的蝙蝠粪便中这些同位素和化合物的浓度与吸食昆虫的蝙蝠粪便中这些同位素和化合物的浓度不同。研究小组得出的结论是,在公元前1000年到公元前500年之间,以水果为食的蝙蝠是洞穴的主要便便者,然后在公元前700年到1900年之间再次如此。

在一篇关于他们研究的论文中,最近发表在杂志上JGR Biogeosciences, Gallant和他的同事提出了两种可能的解释。在那个时期,洞穴要么是更多以水果为食的蝙蝠的家,要么是以昆虫为食的蝙蝠扩大了它们的味觉,也在吞食水果。“有证据表明,那些时期温暖干燥,水果比昆虫更占优势,”Gallant说。

那可是很多蝙蝠的粪便。
那可是很多蝙蝠的粪便。由Chris新郎

鉴于没有太多其他的研究牙买加克莱姆森大学的研究生Alexandra Tsalickis也研究过鸟粪核,但没有参与这项研究,她说,这篇论文将是有用的。Tsalickis在一封电子邮件中写道,从事古气候研究的科学家也可以收集碳和氮的数据。“新鲜的鸟粪应该在牙买加收集,以与牙买加核心进行比较,”Tsalickis补充说。

更具体的方法可能需要在鸟类中寻找DNA(如果有存活的话),或者寻找膳食标记,如脂肪酸甚至昆虫部位。加兰特说:“我认为这将涉及到更多的变量,看看你是否能推断出更多关于成分的信息。”Tsalickis鼓励团队研究氘,一种氢同位素,以更多地了解水分是如何随时间波动的。“一个鸟粪核可以导致许多其他科学问题和研究机会,”Tsalickis说。“这就是蝙蝠粪便研究的美妙之处。”