在用沙子和碎石築丘時，收穫蟻經常會發現並收集寬度僅為幾毫米的化石，這對於古生物學家來說是一件好事。攝影：MICHAEL FORSBERG, NAT GEO IMAGE COLLECTION
最近，在收穫蟻這種會築丘的小昆蟲的幫助下，古生物學家發現了10種古代哺乳動物新物種。
撰文：MICHAEL GRESHKO
在美國西部，收穫蟻這種勤勞的昆蟲常被認為是害蟲。這些螞蟻收集種子，生活在大型沉澱物土丘中，用討厭的刺對付被視為威脅的生物。一個蟻丘能存在幾十年，讓一些業主氣憤的是，9米之外的土地被保護起來，植被都被清理乾淨了。
但在建造蟻丘的同時，這些螞蟻也做一件很了不起的事情：它們是世界上最小的化石收集者。
蟻群會用珠子差不多大的小岩石，在蟻丘之上覆蓋15厘米厚岩石層，這可能是為了保護蟻丘不被風雨侵蝕。為了找到覆蓋層的材料，收穫蟻會冒險離開蟻丘30多米。除了碎石，它們還會收集偶然發現的小化石和考古文物。
這些螞蟻所積累的科學價值非常驚人。最近，研究人員檢查了內布拉斯加州一片土地上的19個收穫蟻蟻丘，發現了6000多份古代哺乳動物的微體化石，每個寬度僅為幾毫米。這些標本中有小牙齒和顎骨碎片，它們來自9種新的嚙齒動物和一種新的以昆蟲為食、類似鼩鼱的動物。
這些微小的牙齒，每顆的寬度只有1毫米左右，來自Oligoryctes tenutalonidus。這是一種新的化石種，是以昆蟲為食，類似鼩鼱的哺乳動物。供圖：CLINT A. BOYD
研究結果發表於最近的《Paludicola》科學雜誌，其他化石還包括靈長類、兔子的遠古表親和一種尚未確定物種的蝙蝠的牙齒。雖然這些牙齒很小，但它們的形狀蘊含了豐富的信息，比如這些牙齒在哺乳動物譜系中的位置。
“它為我們提供了集中的化石來源，否則我們需要花費大量精力在岩石中挖掘……或者年復一年手腳並用四處爬行，希望找到分散在各地的化石，”研究合著者、俾斯麥市北達科他州地質調查局的古生物學家Clint Boyd說。
多虧了這些螞蟻，現在研究人員可以利用這些化石更好地了解大約3400萬年前，北美地區發生了什麼；從進化的角度來看，這一時期非常重要，標誌着始新世的結束和漸新世的開始。在此期間，地球進入漫長的冷卻期，導致一些物種滅絕，古代地球的生態系統重新洗牌。
“收穫蟻的蟻丘就像是考古學家和古生物學家最好的朋友，”國家地理探險家、澳大利亞昆士蘭大學的考古學家Benjamin Schoville說。他沒有參與此次研究。
小化石獵人
一個多世紀以來，科學家已經發現螞蟻在不知不覺中掌握了尋找化石的本領。在1896年發表的關於美國西部化石遺址的文章中，古生物學家John Bell Hatcher建議收集者多關注當地的蟻丘，“因為那裡總有大量哺乳動物的牙齒”。Hatcher獲取牙齒的方法（用麵粉篩篩去沉澱物）行之有效。他揚言，自己經常在一座蟻丘上發現了兩三百個牙齒和頜骨碎片。
雖然螞蟻的這種行為證據充分，但帶有一點民間知識的感覺，也就是說雖然很多人了解，卻沒有得到系統研究。不過，到目前為止的少數幾項研究已證實，收穫蟻會收集一些很不錯的標本。
2009年，Schoville帶領的研究團隊發布了他們在內布拉斯加州對812個蟻丘的觀察結果。其中，近五分之一的蟻丘有從石頭上剝落的小薄片，可能是美洲印第安人用石頭製作工具或拋擲尖物時留下的碎片。“人類居住地的碎片體現在了這些小東西上，”他說。
內布拉斯加州的蟻丘中還有蝙蝠的部分顎骨碎片和牙齒，但由於化石過於支離破碎，無法將之歸為某個物種。供圖：CLINT A. BOYD
這項研究還顯示了螞蟻會走多遠。在一項實驗中，Schoville的團隊圍繞多個蟻丘，以同心圓的形式放置珠子。在這些圓中，距離蟻丘頂部最遠的有48米。令Schoville驚訝的是，其中一個蟻丘的螞蟻從很遠的地方帶回了珠子，相當於人類在離家11公里的地方覓食。
梳理平原
同樣在內布拉斯加州進行的一項新研究與堅持不懈的Gulotta家族有關。 科學家研究的蟻丘所在牧場就屬於這個家族。
老Marco Gulotta是一位狂熱的業餘化石收藏家，他知道收穫蟻的蟻丘有微小的牙齒和骨頭。他和Mel Gulotta、小Marco Gulotta兩個兒子一起，從蟻丘最外層收集了好幾升碎石，用篩子進行分離，從沙礫中挑出古代遺物。隨後，Gulotta把它們的照片發布到古生物愛好者網絡社區“化石論壇”上。
Boyd和同事Deborah Anderson（威斯康星州德比爾市聖諾伯特學院的古生物學家）看到這些照片，並聯繫了Gulotta，說服他把一些微體化石寄給Anderson。自那之後，這個項目滾雪球式地增長，Anderson、Boyd和紐約羅切斯特脊椎動物古生物研究所的Bill Korth合作分析了幾千個微小的遺骸。
在這個過程中，研究人員與Gulotta密切合作。2020年秋天，Boyd參觀了牧場，用GPS記錄了蟻丘的位置。Gulotta一家把研究中分析過的幾千塊微體化石捐給了南達科他州礦業與技術學院，供未來的研究人員研究。
“你知道的，在涉及到化石時，有時學術古生物學家和土地所有者之間有一點對立，”Boyd說：“但這是一個很好的例子，說明我們可以一起合作，完成重要的科研工作。”
史前時期的美國中西部
新研究的第一作者Korth告訴我們，這些化石最初形成的時候，即3700萬至3200萬年前，今天美國中部的大平原更溫暖、潮濕，森林更茂密。因此，這些化石保留下了悶熱環境中一小群哺乳動物的情況。
很多遺骸可能來自捕食者的糞便，在小型動物被吃掉和消化完之後。被掩埋後，牙齒和骨頭碎片就變成了化石，而且保存得非常完好。
這些化石寬度只有幾毫米，它們不僅包含了10種新的小型哺乳動物，還填補了已知生物的生物學，帶來了幾種從未見過的已滅絕的嚙齒動物的牙齒類型。“有些物種是從兩三個標本中發現的，而現在我們有三四十個標本，”Korth說。
收穫蟻收集特定尺寸的碎石，所以它們的蟻丘只有這種大小的化石。“它們並不打算建造一座完美的博物館，”Schoville說。
即便如此，憑藉GPS坐標和對地形的了解，Korth和Boyd的團隊可以確定每座蟻丘取樣的具體岩層。通過追蹤在每座蟻丘發現的化石類型，研究人員能估算出不同物種在岩層中出現和消失的時間。研究團隊可以據此信息推斷，內布拉斯加州這一地區哪些岩層記錄了大約3400萬年前，始新世的結束和漸新世的開始。
令研究人員高興的是，他們基於螞蟻的估算與13年前另一種方法得出的結論相匹配，這意味着蟻丘也許是一種獨立的方法，可以細化地質時間邊界。我們更加有理由把收穫蟻當作人類的考古學夥伴。
“我們總是邊走邊尋找化石，”Schoville說：“我們還應該尋找沿途的蟻丘。”
（譯者：sky4）
