大約 2.3 億年前，一隻西里龍（Silesaurus opolensis）感到飢餓。這種與恐龍近親的生物，身高堪比大丹犬，尾巴長達一米，在如今波蘭西南部沼澤植被中覓食。然後，像所有脊椎動物一樣，這種爬行動物排洩出無法吸收的東西。千年過去了，這些廢物石化了——其中還嵌入了幾隻微小的甲蟲。這些甲蟲，作為遙遠血統的使者，現在代表了從糞便化石中描述出的第一個昆蟲物種。該發現於週三在《當代生物學》上發表。
從歷史上看，琥珀一直是古生物學家和昆蟲學家研究三維古代節肢動物的最佳來源。這些螞蟻、蜘蛛和甲蟲懸浮在石化的金色樹脂中，看起來好像它們就在片刻之前還在爬行。除了儲存下來的蒼蠅和蟎蟲外，最古老的此類化石只能追溯到大約 1.3 億年前，這使得嵌入岩石中的扁平標本記錄了較早侏羅紀和三疊紀時期的甲蟲。但是糞便化石，即糞化石，是“豐富且被忽視的”古代資訊來源，瑞典烏普薩拉大學的古生物學家、這項新研究的主要作者 Martin Qvarnström 說。他說，它們不僅可以揭示物種或進化見解，還可以為古生物學家提供關於來源動物的生態系統和飲食的具體證據。
Qvarnström 和他的同事在波蘭奧濟梅克附近的一個粘土坑中發現了一塊特殊的硬幣大小的糞化石。科學家們對西里龍所屬的三疊紀食物網很感興趣，因此他們使用一種稱為同步加速器微型斷層掃描的技術觀察了這個不透明的化石內部。這個過程從各個方向向化石發射 X 射線束，以清晰地揭示其內容。將生成的影像檔案數字化地拼接成糞化石內部的三維模型是一項艱鉅的工作——“類似於在 Photoshop 中工作”，Qvarnström 說。但是當幾隻甲蟲的細節出現時，他感到非常驚訝。“就像它們在你面前活過來一樣，”他說。
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西里龍的藝術家描繪圖。來源：Małgorzata Czaja
為了鑑定這些可能被西里龍吞下的昆蟲，古生物學家聯絡了臺灣國立中山大學的昆蟲學家 Martin Fikáček。Fikáček 最初懷疑甲蟲是否能得到很好的儲存。“有很多化石看起來很壯觀，但你真的無法說出[標本]是什麼，因為你看不到所有的特徵，”他解釋說。但 Fikáček 很快意識到，這個標本——其特徵具有明顯的變異，例如其細長的觸角和分節的腹部——使其與先前描述的甲蟲截然不同。“我們一步一步地重新檢查和雙重檢查，進行了計算機分析......，它總是證實它是一個已經滅絕的血統，一些今天沒有幸存下來的東西。”該團隊以其出處命名了新的物種Triamyxa coprolithica。
“我對他們能夠用這些隱藏在糞化石中的微小物體的所有工作印象深刻，”芝加哥菲爾德博物館的名譽館長 Margaret Thayer 說，她沒有參與這項發現。“這表明糞化石可以為研究提供驚人的標本。”研究人員近年來對其他一些糞化石進行了成像。其中一些含有昆蟲的碎片，但沒有一個揭示出新的物種。
從三維同步加速器微型斷層掃描中，可以看到Triamyxa甲蟲在糞化石內部的重建圖中。來源：Qvarnström 等人。
Thayer 說，同步加速器微型斷層掃描可以讓研究人員看到“大量的細節”，而無需真正看到實際的昆蟲。“沒有人真正見過這隻實際的甲蟲，這讓我感到非常驚訝。”她補充說，高解析度成像技術“真正徹底改變了我們研究許多以前完全難以處理的標本的能力”，例如T. coprolithica，並指出在它出現之前，“我們甚至不知道它們是標本。”
T. coprolithica 屬於 Myxophaga，這是一組今天生活在潮溼、覆蓋藻類的環境中的大型甲蟲。新鑑定的物種很可能生活在相似的生態位中，Fikáček 很高興看到如此古老的標本與目前存在的 Myxophaga 群體成員非常相似。“它已經很小了。它已經成群地生活了——否則糞化石不可能充滿它，”他說。“它們可能在 2.3 億年前就以與今天相同的方式生活。這就像，哇，它們非常古老，並且有一些非常成功的生存策略。”當然，T. coprolithica 沒有生存到今天。它滅絕的原因尚不清楚，但“在某些方面，進化是一項大型實驗，”Thayer 說。“有些事情有效，有些事情無效。”
Qvarnström 和 Fikáček 都表示，昆蟲進化的更多秘密可能隱藏在古生物學家已經發現的許多可以追溯到三疊紀和更早時期的糞便化石中。他們希望這一發現能激勵其他人使用成像技術來窺探這些化石和未來出土的糞便。Qvarnström 補充說，與所有可能性相反，石化的糞便很可能會隱藏有關這些古代生態系統的新線索。“去那裡看看更多的糞化石！”他說。