化石粪便揭示了恐龙如何主宰地球的秘密。

最早期恐龙的存在在它们大约在2.3亿年前首次演化时，可以说是无足轻重且角色普通的。当它们快速演化并繁衍出许多形状、大小和形式后，其它古老爬行动物开始退出舞台，这一情况发生在这颗行星的恐龙主宰时期。它们为什么能如此快速成功进化一直是个未解之谜，但是最新研究认为这个问题的一些答案可以在它们遗留的东西中找出来：恐龙粪便。“我们知道许多关于它们的生活和灭绝的情况，但是并不清楚它们是怎么成功的，”发表在《自然》杂志上的一篇研究论文的主要作者、瑞典乌普萨拉大学的古生物学家Martin Qvarnström说。为了更好地理解这些已灭绝的巨人，Qvarnström和他的同事们研究了被忽视的被称为bromalites的化石：消化系统的残留物——也就是恐龙粪便和呕吐物。他们研究了超过500个化石，这些化石是在波兰盆地周围的10个地点收集的，这个地区位于波兰南部，收集时间跨越了25年，从大约2.47亿年前到2亿年前。这些遗骸属于晚三叠世到早侏罗世时期。“(bromalites)包含许多古生态学信息，但我认为古生物学家并没有真正认识到这一点，而更多地认为它们就像一个笑话；收集一些化石粪便是因为有趣。”他说。他们发现，这些化石粪便和呕吐物——科学上分别被称为coprolites和regurgitalites——随着时间的推移在大小和种类上都有所增加，这表明出现了更大的动物和不同的饮食。通过研究bromalite的形状和内容，并将它们与在同一地点发现的化石骨骼和脚印进行关联，研究人员能够识别并分类出可能产生这些粪便的动物。这项研究使研究人员能够了解在特定时间点有多少种类型的恐龙和其他脊椎动物，以及它们的大小和种类。这项分析花费了10年的时间才完成，揭示了恐龙为什么会变得如此显眼。在一些情况下，研究人员可能可以根据化石的大小和形状直观地评估出是由哪种恐龙造成的粪便——比如，螺旋形状的粪便很可能来自于螺旋肠道的动物；而在其他许多情况下，研究人员需要使用专用设备详细扫描bromalite的内部结构来了解其中的内容。他们利用位于法国格勒诺布尔欧洲同步辐射辐射设施的扫描设施进行了这项工作。该设施是一个环形的同步辐射设施，周长为844米(2,800英尺)，产生的X射线比医疗X射线强10万亿倍，使科学家能够从分子和原子级别研究物质。“这有点像医院的CT扫描仪。它的工作原理相同，但能量更高。我们需要这种高能量来获得高分辨率和良好的对比度，”Qvarnström说。这些粪便中包含有鱼、昆虫和植物的遗骸，有时还有其它猎物的遗骸。一些遗骸保存得非常好，包括微小的甲虫和半完成的鱼。其它粪便中包含被掠食者压碎的骨头。“来自波兰遗址的骨骼化石、脚印和bromalites提供了一系列的时间点，展示了从只有少数恐龙的世界到它们主宰的世界的转变，”新泽西州莱摩因学院生物和环境科学系古生物学家Lawrence H. Tanner说。他并未参与这项研究。“在其他地方使用这项技术的研究将提供一个更全球化的背景，并构建一个细致入微的画面。”Tanner在附带的评论文章中写道。作者们提出了五个阶段来解释恐龙的崛起：它们的祖先是杂食性的，既吃动物也吃植物；它们进化成最早食肉和食草（或植食）的恐龙；随着火山活动增多，植物种类增多，这可能成为了一个重要的转折点；随后出现了大型且多样的植食性恐龙；最后，大型食肉恐龙开始进化，这是电影导演和儿童读物在侏罗纪早期开始热衷于描绘的场景。恐龙的主导地位一直持续到大约6600万年前，当时一颗小行星撞击现在墨西哥海岸线附近的地方结束了恐龙的时代。在这项最新研究之前，有两种理论被用来解释从由非恐龙爬行动物主导的世界过渡到由恐龙主宰的世界这一现象。一种理论认为恐龙通过与竞争对手的身体竞争而成功；另一种理论认为恐龙是偶然地比三叠纪末期的气候剧变更能适应环境变化。