一批被称作“世界上最古老粪便之一”的化石，在科学家手中变成了打开冰河时代生态记忆的一把钥匙。 来自加拿大育空地区多年冻土层中保存完好的古代北极地松鼠粪便，经过系统分析，呈现出一个自约7万年至70万年前、包括披毛猛犸象、美洲猎豹等巨型动物在内的远古生态网络全景。
这批粪化石采自古老的松鼠洞穴，而多亏这些洞穴长期处于冻土之中，排泄物得以在漫长地质年代中保持完整，为科学界留下一座充满古环境DNA（aeDNA）的“时间胶囊”。 研究团队由麦克马斯特大学、Hakai研究所和阿尔伯塔大学等机构联合组成，他们指出，这些粪化石为了解古“白令陆桥”地区（Beringia）在演化与生态上的长期变化提供了极为罕见的基因证据。
团队通过从小而圆、大小接近普通兔子粪便的颗粒中提取并重建aeDNA，成功识别出超过18条线粒体基因组，以及大量植物、微生物、昆虫和脊椎动物的遗传信息。 其中包括披毛猛犸象、古代马、被称作“美洲猎豹”的大型猫科动物以及草原野牛等已灭绝巨型动物，还发现了其他啮齿类、灰狼等掠食者以及逾200类植物群组的痕迹。
研究显示，这些由古代北极地松鼠排出的粪化石，是理解古环境与生物多样性的卓越“档案库”。 麦克马斯特古DNA中心主任、进化遗传学家亨德里克·波因纳（Hendrik Poinar）指出，松鼠粪化石保存了极为多样的遗传“快照”，可用于重建远古白令地区的生态面貌，包括环境变化、巨型动物演化、迁徙乃至灭绝进程等关键历史。
值得注意的是，其中一份样本揭示了北极地松鼠谱系自身的深厚历史。 科学家根据DNA特征推断，该样本大约保存了70万年之久，来自一种现已不再出现在育空地区的古老地松鼠物种，其最近缘种群如今分布在西西伯利亚。
北极地松鼠（学名 Urocitellus parryii）被认为是机会主义杂食者，会摄食多种植物和动物，其古代祖先显然也延续了类似的饮食习性。 由于这些松鼠会在地景中收集植物枝叶、种子、骨骼等多种材料，并将其带回洞穴，再加上其长期冬眠习性，洞穴中的粪便在冰冻环境下得以出奇地完好保存。
Hakai研究所古基因组学研究员、论文第一作者泰勒·默奇（Tyler Murchie）形容，今天生活在育空的北极地松鼠有点像“囤积狂”，会把周边环境里的各种碎屑材料都搬回巢穴。 正是这种行为，将大量动植物残骸与其排泄物混合在一起，使得这些粪化石富含多物种、多层次的环境DNA信息。
在古生物学中，粪便一直是认识生命的重要样本，从解析海豹粪便以判断其饮食结构，到利用粪便追踪难以直接观察的野生动物种群。 不过，粪便高度有机、易被微生物分解，要以化石形态长期保存极为困难，因此这类保存时间跨越数十万年的粪化石非常罕见，也格外珍贵。
研究团队指出，来自永久冻土环境的粪化石甚至可能比骨骼更适合作为古环境DNA的载体。 尽管部分DNA可能在粪便沉积之后才接触到这些样本，但整体而言，这些遗存仍然构成了一座记录远古生命的“宝库”，为探索过去的生态变化提供了前所未有的细节信息。
科学家还特别强调，从过去的演化与气候故事中，可以汲取对当下和未来的启示。 波因纳表示，研究团队可以观察在过去的气候变化中，哪些基因曾经经历了强烈的自然选择，这有助于推测当今动物在面对快速变暖的气候时，可能如何适应，或者无法适应。
相关研究成果已发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上，进一步凸显了微小而不起眼的粪化石在解锁地球深时记忆方面的巨大潜力。 这批远古北极地松鼠的“粪便档案”，也为科学界提供了一条独特路径，以重建曾经遍布猛犸象、古马与“美洲猎豹”的冰河时代世界。