恐龍相信大家都很熟悉,在很長一段時間里,它們都是地球上的霸主;同樣的,屎殼郎大家也不會感到陌生,雖然個頭不大,卻是天然的清潔工,有著“自然界清道夫”的稱號。
屎殼郎和恐龍 圖片來源:howstuffworks.com
也許很多人對于上述的兩者都耳熟能詳,但是談到二者之間有何關系,大部分人都會覺得八竿子打不著。然而,恐龍和屎殼郎之間的關系可能遠比大家想象的緊密。
早期的屎殼郎可能以恐龍的糞便為生!
屎殼郎:恐龍的鏟屎官?
屎殼郎雖然個頭不大,但分布范圍可以說是超級廣泛,足跡遍布南極洲以外的任何一塊大陸。平日里,在偏遠的郊區(qū)或者農(nóng)村,只要有一處新鮮的糞便,用不了多久就會招來屎殼郎,將其清理,正是有這些清道夫的存在,生態(tài)系統(tǒng)才能正常運轉(zhuǎn)不至于崩潰。
毫無疑問,在恐龍橫行的年代,這些大塊頭每天都會產(chǎn)生大量的糞便,畢竟塊頭大,吃得多,排出來的肯定也不少。這畫面想象起來就很有味道(捂鼻)。大家可以類比一下沒有人打掃的雞圈(畢竟,雞是恐龍的后裔……),一段時間后地上就會遍布雞屎,那味道不僅酸爽,還容易引發(fā)火災。
雞舍里的雞糞 圖片來源:thepioneerchicks.com
大家可別不信,2002年在江蘇省海安縣就因為雞舍內(nèi)的雞糞沒有及時清理以致發(fā)酵產(chǎn)生了甲烷,引發(fā)了20多起的火災。無獨有偶,2020年美國一家養(yǎng)雞場同樣因為沒有及時清理雞糞而引發(fā)了火災,最后燒死了28萬只雞。
但在史前時代,恐龍們可沒有勤勤懇懇的人類給它們鏟屎,所以想要讓環(huán)境保持宜居,毫無疑問,大概率存在一些可以清理這些糞便的生物。那么這些生物是什么呢?會是屎殼郎嗎?
想到這個問題,一些科學家就按捺不住自己的好奇心,開始了自己的探索之旅。
其實想回答這個問題,最直接的證據(jù)就是找到一塊里頭包著屎殼郎的恐龍糞化石。但是大家都知道化石形成十分困難。本來一坨恐龍糞要形成化石,跨越時空和我們相見就已經(jīng)很不容易了,更何況里頭還要包著屎殼郎,要是哪位科學家可以拿到這樣一塊“天命之屎”,那概率估計比中個五百萬的彩票還要難。
恐龍的糞化石 圖片來源:ripleys.com
既然直接證據(jù)不好獲得,那咱們還可以間接證明一下屎殼郎和恐龍之間的親密關系不是?
為了拿到令人信服的證據(jù),科學家們從450種現(xiàn)代甲蟲中提取了DNA,并進行了測序。在獲取到大量的數(shù)據(jù)之后,他們構建了這些甲蟲之間的親緣關系,并基于化石記錄和“分子鐘”理論(任意兩個物種之間的遺傳差異的演化速率應該是相對穩(wěn)定的)推斷出了屎殼郎祖先出現(xiàn)的時間是大概1.15億年前,這比此前大家認為的時間還要早上3000萬年。
屎殼郎之間的親緣關系 圖片來源:參考文獻
1.15億年前,恐龍不僅沒有滅絕,還處在繁榮時期,這樣看來,屎殼郎為恐龍鏟屎是具有可能性的。這時候,肯定有人要問了,那個時候哺乳動物也出現(xiàn)了呀,為什么屎殼郎不可以是哺乳動物的鏟屎官呢?
這問題說起來也不復雜,當時的哺乳動物比起恐龍還是“戰(zhàn)五渣”,生存環(huán)境著實不咋地,而且科學家們推測這些哺乳動物產(chǎn)生的糞便應該是相對干燥的顆粒狀,總的來說就是量少口味還不太好,這顯然不符合屎殼郎的喜好,綜合以上信息,科學家們大膽猜測屎殼郎們最早的飲食來源應該是恐龍的便便。
屎殼郎在給恐龍鏟屎 圖片來源:2newthings.com
不過話說回來,上面這些終歸只是推測,不知道大家覺得屎殼郎是否和恐龍的便便有過親密接觸呢?
屎殼郎也挑食,最愛人類的粑粑~
雖然屎殼郎是不是為恐龍服務過,仍然是一個懸而未決的問題,但是科學家們發(fā)現(xiàn),不同的屎殼郎所偏愛的糞便確實有所不同。嘿,這大概就是蘿卜青菜,各有所愛吧。
早在20世紀70年代,科學家們就開始用不同動物的糞便作為誘餌,在野外研究屎殼郎的取食偏好。當時人們就發(fā)現(xiàn)有些屎殼郎物種喜歡豬糞,而有些屎殼郎的物種喜歡負鼠的糞便。但說到取樣量大,研究邏輯縝密,還得屬2021年的一項“重口味”研究。
在這項研究中,科學家們一共收集了58個屎殼郎物種,共計接近15萬7千個個體的數(shù)據(jù),這得聞多少次“屎味”??!這大概就是為科學獻身的另一種定義吧。他們在馬糞中收集到了50個物種的9萬多個個體,其中有3個獨愛馬糞的特有物種;而在牛糞中則收集到55個物種的6萬6千多個個體,其中有8個只吃牛糞的物種。
黃色部分為屎殼郎的分布區(qū)域 圖片來源:kids.nationalgeographic.com
其實,這也不難理解,屎殼郎的分布十分的廣泛,除了南極洲,哪兒都有它們滾糞球的身影。但動物的糞便其實是一種瞬時資源,在時間和空間的分布上都是不均勻的。
不同地域分布的物種自然有所不同,不同物種的食性、體型等諸多因素都有著很大的差異,以脊椎動物為例,食肉動物、雜食動物和食草動物拉出的糞便在大小、軟硬、干濕程度,以及營養(yǎng)成分和比例上都不一樣,故而不同區(qū)域的屎殼郎自然也就養(yǎng)成了不同的“飲食習慣”。
屎殼郎在糞球上 圖片來源:Science
雖然蘿卜青菜各有所愛,但科學家們還發(fā)現(xiàn),屎殼郎更喜歡它們能找到的最臭,也就是味兒最大的糞便。
2012年,另一撥科學家用食草動物、食肉動物和雜食動物的糞便來誘捕北美的屎殼郎,在兩年里他們一共捕獲了15個物種的9000多個個體,最后發(fā)現(xiàn)雜食動物的糞便對甲蟲最有吸引力,其中又以黑猩猩和人類的糞便效果最佳,科學家們認為這在很大程度上可以歸因于雜食動物的糞便比食草動物的糞便更臭。
難道,這就是屎殼郎版的“酒香不怕巷子深”嗎?
中國屎殼郎拯救澳大利亞
屎殼郎挑屎而食的天性在正常情況下并沒有什么影響,但是如果有一個區(qū)域,里頭的糞便都不是那個地區(qū)屎殼郎的菜,大家想一想會有什么情況發(fā)生呢?
其實,人為引進本就不在這個地區(qū)存在的物種,就可能導致上述的這種情況的發(fā)生。
18世紀70年代,歐洲探險者來到了澳大利亞,他們覺得這里真是一個世外桃源,要是在這里養(yǎng)牛,肯定會很掙錢吧!
然后,本來沒有牛的澳大利亞,就成為了一個超級大牧場,在人類的保駕護航之下,牛群的數(shù)量開始迅速增長,也給移民們帶來了巨大的經(jīng)濟效益。
澳洲版的風吹草地見牛羊 圖片來源:ft.com
但是好景不長,隨著牛群數(shù)量的增長,人們發(fā)現(xiàn),偌大的澳大利亞,竟然承受不住牛群的吃喝拉撒。大家可以想象一下,在當時,2800萬頭牛,每頭牛平均每天排泄約12坨牛糞,每年就是差不多3300萬噸糞便。牛糞泛濫讓環(huán)境嚴重惡化,人們甚至只能躲在室內(nèi)來躲避成群的蒼蠅!
為了解決這個問題,匈牙利昆蟲學家 George Bornemissza提議從南非和南歐進口屎殼郎來清理牛糞。
屎殼郎還要引進?不是說屎殼郎足跡遍布世界嗎?這么多牛糞不應該是澳洲屎殼郎的福音嗎?
其實還真不一定是。雖然澳大利亞有屎殼郎,但是這些本土屎殼郎大都只利用袋鼠、袋熊和其他本土哺乳動物產(chǎn)生的纖維顆粒糞便,無法應對引進的牲畜,特別是牛群產(chǎn)生的大量糞便。
好在引進的屎殼郎確實管用,很快就幫助澳洲解決了牛糞堆積滿地,蒼蠅四處橫飛的難題。
聊到這,就不得不提到中國的神農(nóng)潔蜣螂,中國的屎殼郎可是為澳大利亞的牛糞清潔事業(yè)做出了突出貢獻。根據(jù)2019年的一項報道,小小的屎殼郎也不便宜,一個來自中國的,由1500只屎殼郎組成的初始種群,在澳洲售價為400美元,差不多是2500元了。
可能屎殼郎在滾糞球的時候,也沒想到過,自己有一天會這么值錢吧~
參考文獻:
[1] Gunter, N. L., Weir, T. A., Slipinksi, A., Bocak, L., & Cameron, S. L. (2016). If dung beetles (Scarabaeidae: Scarabaeinae) arose in association with dinosaurs, did they also suffer a mass co-extinction at the K-Pg boundary?. PLoS One, 11(5), e0153570.
[2] Davis, A. L., Scholtz, C. H., & Sole, C. L. (2017). Biogeographical and co-evolutionary origins of scarabaeine dung beetles: Mesozoic vicariance versus Cenozoic dispersal and dinosaur versus mammal dung. Biological journal of the Linnean Society, 120(2), 258-273.
[3] Tonelli, M., Giménez Gómez, V. C., Verdú, J. R., Casanoves, F., & Zunino, M. (2021). Dung beetle assemblages attracted to cow and horse dung: the importance of mouthpart traits, body size, and nesting behavior in the community assembly process. Life, 11(9), 873.
[4] Whipple, S. D., & Hoback, W. W. (2012). A comparison of dung beetle (Coleoptera: Scarabaeidae) attraction to native and exotic mammal dung. Environmental entomology, 41(2), 238-244.
作者:EVEE(北京大學生命科學學院)
中國科普博覽是中科院科普云平臺,由中科院計算機網(wǎng)絡信息中心主辦,依托中科院高端科學資源,致力于傳播前沿科學知識,提供趣味科教服務。