5亿多年前,地球上的动物突然井喷式地冒了出来。几乎所有我们今天熟悉的动物大类,都能追溯到那段大约2000万年的时期。古生物学家管这事儿叫寒武纪大爆发,争了100多年,谁也没吵出一个公认的原因。氧气浓度上升、食物网重组、海洋化学循环变化,各种理论摆了一桌。
现在,澳大利亚弗林德斯大学和德国卡尔斯鲁厄理工学院的两位古生物学家端上了一道新菜:屎。
确切地说,是一坨接一坨、缓慢积攒了千万年的屎。
弗林德斯大学古生物学家拉塞尔·比克内尔(Russell Bicknell)和卡尔斯鲁厄理工学院古生物学家朱利安·基明(Julien Kimmig)梳理了全球大约36处寒武纪地层中保存下来的粪化石,发现了一条时间线上的巧合:粪化石最早集中出现的时间,恰好对应寒武纪大爆发的开端。而直到寒武纪开始很久之后,化石记录里才逐渐出现复杂消化系统存在的证据。
拉屎是一项发明。它需要一根贯通身体的消化道:一头吃进去,另一头排出成型的渣滓。更早的化石记录里几乎看不到这类管道的痕迹,有机物散在水里,谁也不成形。寒武纪早期,第一批进化出完整消化道的动物开始大量排泄,粪便在海水中堆积起来。这些粪便不是废物,是肥料。
在今天的海洋里,粪便是所谓生物泵的重要一环。浮游生物和小型动物在海水上层进食,排出的粪便颗粒密度比海水大,会沉向深处。这个过程把有机碳和营养物质从海面搬运到海底,像一条垂直的传送带,把养分重新分配到海洋的各个角落。没有这条传送带,深海的养分供给就会大打折扣。
比克内尔和基明的核心推测是:5亿多年前,类似的机制可能就已经在运转了。第一批长出通肠子的动物一开工,海底就开始下起有机物做的雪。原本贫瘠的地方变得宜居。更多的生存空间养活了更多的动物,更多的动物制造出更多的粪便,更多的粪便又进一步扩大了宜居范围。
一个靠屎驱动的正反馈循环可能就这么转了起来。
化石记录也支持这个故事的走向。比克内尔和基明在论文中指出,随着寒武纪向前推进,粪化石的种类越来越丰富,与此同时,保存着复杂消化系统的化石也越来越多,尤其集中在早期节肢动物身上。消化系统越复杂,粪便的形态和成分也越多样,研究者认为这可能进一步扩大了粪便所能滋养的生态位。
两位研究者特别强调,这个理论不是要取代已有的解释。寒武纪大爆发几乎可以肯定是多种因素共同作用的结果,氧气、地球化学、生态竞争缺一不可。粪便的角色更像是这台复杂机器里一个一直被忽视的齿轮,单靠它转不起来,但少了它,整台机器可能也转不到那么快。
过去几十年,粪化石在古生物学里的用处基本只有一样:研究早期动物的消化系统和食性。这篇论文想把它挪到另一个位置:那些沉向海底的颗粒,本身可能就在推着爆发发生。古生物学家花了100多年研究生命大爆发的起因,最后发现答案可能一直埋在屎里。
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图一:寒武纪海底生物的艺术想象图,图源:Dotted Yeti via Shutterstock图二:粪便在寒武纪大爆发中所扮演角色的示意图,图源:弗林德斯大学图三:本次研究中的一块粪化石,图源:弗林德斯大学
信源:Lee, Gayoung. "The Weirdest Theory Yet for Why Life on Earth Suddenly Exploded." Gizmodo, 5 Aug. 2026


