你很可能听过松鼠鼠是个小偷。一个自私的收藏家。夜晚的掠夺者。人们普遍认为，这种长尾啮齿动物会偷走你的钻石戒指和金手表，你的零钱和汽车钥匙，并将它们像某种微型的、长着豆子般眼睛的龙一样，储藏在闪闪发光的囤积物中。
其中有些是真的。科学家们还不完全确定原因，但Neotoma属的啮齿动物似乎确实拥有天生的整理癖。即使松鼠鼠不住在人类附近并且不觊觎我们的财宝，它们也会收集植物的剪枝和种子，并将它们储存在大堆中以备将来使用。这些所谓的垃圾堆既是它们的住所，也是它们的储藏室，里面还可以包含树枝、石头、骨头和动物粪便——既有松鼠鼠自己的，也有在外面发现并带回来的熊股骨和环尾狐猴粪便。它们对这些晒干的熊股骨和环尾狐猴粪便有什么兴趣？我们不得而知。
然而，这种对杂物的痴迷般的囤积，对于许多希望研究气候变化、动植物进化甚至古人穿越古老沙漠的学者来说，是一个极好的消息。随着一代又一代的松鼠鼠在垃圾堆上层层堆积，它们在洞穴、悬崖和其它隐蔽处缓慢地堆积成巨石大小的团块，这些团块可以保存数千年。
这就是松鼠鼠的故事发生转折的地方。如果你把这些动物多年来被指控偷窃的所有小饰品的价值加起来，其总和将远远无法与科学家们所说的这些啮齿动物及其同类开始回报的价值相比——一次一个黏糊糊、臭烘烘的垃圾堆。近半个世纪以来，古生态学家一直在利用它们的收藏品作为微型时间胶囊来解读过去的生态系统。像北美西南部这样的干旱地区，终于能获得古代植物的数据，而这些植物以前只能在有冰芯和湖泊沉积物可供取样的地方才能获得。最近，在北美以外地区发现垃圾堆，引发了新一轮的研究，尤其是在南美洲干燥的阿塔卡马沙漠等地。
仅在北美就有20多种不同的松鼠鼠，每一种都有自己独特的收集偏好。N. stephensi专门收集杜松，而N. lepida则对石头比对植物更感兴趣。
但无论个体如何决定布置它的垃圾堆，真正将一切连接在一起的是它的尿液。字面意义上的。为了在干旱气候下节约水分，松鼠鼠的尿液比大多数动物的尿液更浓稠、更黏、更少水。当它们撒尿时——它们习惯于在它们的建筑上撒尿——液体几乎会瞬间蒸发，只留下方解石和草酸钙等废物，这些物质是人类肾结石的已知组成部分。它们在高温下迅速结晶，形成一种名为琥珀质的闪亮、粘稠的虫胶。这种物质就像混合了沥青的树脂，会固化并保存它接触到的一切。
研究与古代人类共同生活或生活在古代人类附近的啮齿动物的掠夺物，可以揭示我们祖先生活在哪里、如何生活，以及驱使它们的生态环境力量。如今，随着DNA分析技术的进步，松鼠鼠有望为我们了解我们物种和地球的过去提供无数新的见解。
松鼠鼠时间机器
1961年，一位植物生态学家和一位昆虫学家在拉斯维加斯上方的高山上徒步旅行。这不是一个冷门笑话的开端，而是当时在内华达试验区进行的数百次生态调查之一。该试验区占地1,360平方英里，美国政府于1951年开始在那里引爆了大约一千枚核装置。那天，科学家们——当时是新墨西哥高地大学的植物博士后研究员菲尔·威尔斯，以及杨百翰大学一个研究昆虫的团队的野外主管克莱夫·约根森——只想为阿依塞斯峰（Aysees Peak）的动植物编制名录。特别是，这两位年轻的研究人员发现，尽管坚韧的针叶树在附近相似的海拔高度茁壮成长，但山顶却没有任何杜松林，这让他们感到奇怪。
当天结束时，两人在下山途中停下来休息，约根森偶然注意到悬崖下有一块深色树脂。昆虫学家感到好奇，掰下了一块，检查了里面的东西，然后发出一声喊叫。他找到了丢失的杜松。起初，他的发现毫无意义。为什么这块胶状物里会有看起来很新鲜的杜松针叶，而他们却没能在山上找到任何一棵杜松树？
直到这对夫妇将一些样本送到实验室，谜团才开始解开。那里的科学家使用了放射性碳测年法——一种当时新发现的技术，通过测量有机物中天然存在的碳同位素的含量来确定其年龄——从而确定约根森从阿依塞斯峰上采下的针叶距今已有近10,000年。在正常情况下，它们肯定已经腐烂并消失在岁月中，毫无痕迹表明这些树曾经在那里生长过。相反，一只松鼠鼠收集了它们，并用尿液将它们封存起来。
美国地质调查局退休高级科学家、《松鼠鼠垃圾堆：过去40,000年的生物变化》（Packrat Middens: The Last 40,000 Years of Biotic Change）一书的合著者朱利奥·贝坦库尔（Julio Betancourt）说，就在那一刻，一个新研究领域诞生了。在此之前，贝坦库尔解释道，科学家们对过去植物群的大部分了解都来自于花粉沉积。但这种被称为孢粉学的研究领域有一个盲点：花粉最可靠的提取方式是钻取湖泊沉积物和冰层，而这些东西在美国西南部干旱地区通常找不到。这使得现代沙漠的古代植物群相对难以了解。但通过一丝不苟地对周围环境进行采样，松鼠鼠已经悄悄地、无意中地建造了自己的古代植物和动物物种的坚固博物馆。
四十多年来，贝坦库尔一直开创性地利用松鼠鼠的垃圾堆作为过去的代理。他攀登过高山，意外地抓到过响尾蛇，有一次还撞见了沉睡的狮子，所有这些都是为了追寻啮齿动物的尿液。2000年，一次特别棘手的搜寻让他从澳大利亚的一座悬崖上摔下，他差点失去一条腿。“那条腿伤得很重，”他说。“它断成了与正常方向成90度的角度。”
多年来，他处理过数百个垃圾堆——也闻过它们。他说，到目前为止，他可以通过闻气味粗略地估算年龄。最新的垃圾堆会用它们浓烈的气味冲击你的鼻子。但他说，它们越老，气味就越不令人讨厌。他声称有些甚至会散发出类似松树清洁剂和烟斗烟草的宜人气味。
当然，要使垃圾堆具有科学价值，需要的不仅仅是灵敏的鼻子。首先，研究人员必须使用锤子和凿子敲掉松鼠鼠胶状物的碎片。在将背包装满砖头大小的碎片带回实验室后，他们将它们放入水桶中，让它们浸泡几周。这会溶解将垃圾堆基质粘合在一起的琥珀质。充分浸泡后，研究人员可以将产生的泥浆通过一系列越来越小的筛子过滤，就像淘金者一样。
“我们就像法医一样，我们把这些东西分解，识别出微小的花朵、种子等碎片，”智利天主教大学（Pontifical Catholic University of Chile）的古生态学家克劳迪奥·拉托雷（Claudio Latorre）说，他是南美洲垃圾堆研究的新中心。“然后我们试图将这些与今天地貌上生长的植物联系起来。”
通过比较不同年代、地点和海拔的垃圾堆数据，古生态学家可以回溯历史，追踪特定物种在史前时期的迁移。例如，贝坦库尔追踪了黄松，在冰盖消退后的几千年里，它从亚利桑那州向北迁移到蒙大拿州。在稍南的地方，他和他的同事们推翻了一个长期存在的观点，即索诺兰沙漠的生命形式在数千万年甚至更长的时间里几乎没有变化。事实上，松鼠鼠垃圾堆证实，巨人柱、仙人掌以及使索诺兰沙漠独特的其他植物群在11,000多年前才聚集在一起，按照生态标准，这使得这个沙漠非常年轻。
垃圾堆还揭示了其他生物的历史。一项对美国西南部和墨西哥北部奇瓦瓦沙漠的研究发现，古代松鼠鼠收集了从9000年前的口袋地鼠到12000年前的浅色蝙蝠的遗骸。这些啮齿动物的排泄物也帮助科学家扩大了包括东方棉尾兔和甘尼森土拨鼠在内的几种物种的已知分布范围。
在微观尺度上，还有更多值得学习的地方。几乎所有的垃圾堆都含有昆虫、蜘蛛和其他不幸被困在琥珀质中的爬行类动物。这可以导致新物种的描述，就像1976年在现在的亚利桑那州的一个垃圾堆中发现的从未见过的蜘蛛甲虫Ptinus priminidi一样。
就连松鼠鼠的粪便也很有价值。贝坦库尔说，粪便颗粒的直径与身体大小密切相关，而身体大小会随着气候变暖而减小。通过这种方式，科学家们实际上利用啮齿动物的粪便重建了数千年来温度的变化。
然而，这些黏糊糊的时间机器也是有极限的。由于放射性碳同位素在约50,000年后会衰减到近乎消失，所以松鼠鼠无法帮助我们确定阈值之前的生物的年代——比如恐龙。但贝坦库尔说，50,000年的数据已经足够宝贵了。科学家们还在不断寻找新的方法来利用松鼠鼠留下的胶囊。这些尿液堆甚至可能揭示我们自己物种历史的一些秘密。
奇迹洞穴
在阿根廷巴塔哥尼亚，有一个叫做惠努尔洞（Cueva Huenul）的宽口洞穴。这个洞穴由两种不同类型的火成岩之间数千年的侵蚀形成，位于太平洋天气和大西洋天气交汇之处。该遗址也曾是古代人类的一个十字路口。根据对洞穴地板沉积物的放射性碳测年，狩猎采集者已经来到这里大约12000年了。
由于惠努尔洞拥有南美洲人类存在的年代最久远的证据之一，科学家们一直渴望揭示它的秘密。初步结果很有趣：放射性碳测年告诉古生物学家，第一批艺术品出现在人类似乎大部分时间都远离这个豪宅般大小的洞穴的8000年期间的中间。
为什么会费力地在沙漠中间设置古代广告牌，然后又几乎不再回来？阿根廷国家科技研究委员会（CONICET）和阿根廷国家人类学与拉丁美洲思想研究所（INAPL）的考古学家，专注于岩画的瓜达卢佩·罗梅罗·维拉纽埃瓦（Guadalupe Romero Villanueva）说，据他们所知，该地区的人们遭受了该地区普遍的人口下降。
如果没有几千年来居住在洞穴里的垃圾堆制造者，以及最近揭示其秘密的兔子般的表亲——被称为兔鼠（viscachas）——这也许会一直保持下去。
在2020年发表在《古地理学、古气候学、古生态学》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）杂志上的一项研究中，科学家们对惠努尔洞内外的16个兔鼠垃圾堆的粪便颗粒和植被进行了取样。然后利用植物和花粉的碎片，首次重建了当地气候的波动。智利干旱地区高等研究中心（Center for Advanced Studies in Arid Zones）的研究合著者、孢粉学家玛丽亚·欧金妮亚·德·波拉斯（María Eugenia de Porras）说，为了追寻这些模式，专家们必须透过显微镜观察，对每一样品中的数百粒花粉进行计数，其中一些比白细胞还小。她说，这项工作非常艰苦。但当你开始注意到，例如，一种与湿润气候相关的物种数量下降，而另一种与干燥相关的物种数量上升时，这也会非常令人兴奋。“你知道有一个变化，”她说。“你可以根据花粉记录告诉你的一切，描绘出一个全新的故事。”
[相关：古代牙菌斑显示人类一直热爱碳水化合物]
在这种情况下，垃圾堆显示，惠努尔洞周围的沙漠在全新世中期（9200年至5500年前）达到了最干旱的顶峰。重要的是，这一时期也与人类在洞穴中存在的证据减少的漫长时期同步。这也是第一批岩画出现的时期。
通过将所有这些信息结合起来，古生物学家们提出了关于该洞穴在狩猎采集者生活中作用的新假设。罗梅罗·维拉纽埃瓦说，在如此艰难的时期出现岩画是有道理的，因为这是人类用来沟通和分享信息的工具。这些人经常迁徙，而这些图画可以“让他们摆脱面对面交流的需要”。她认为，也许这些艺术品解释了哪里可以找到资源，或者提供了关于附近哪些群体是友好或危险的信息。你拥有的信息越多，你就越不容易失败，因为你可以做出更好的决定。
更重要的是，知道即使在世界比以往任何时候都更干燥、更险恶的时候，他们仍然访问惠努尔洞，这表明该遗址可能具有重要的意义。“也许他们只是去那里做一些特别的事情，某种庆祝活动或某种神秘的事情，”德·波拉斯说。
罗梅罗·维拉纽埃瓦补充说，古人可能是在寻找黑曜石。或者旅程本身可能是一种仪式。她说，由于没有口头历史或其他的参考框架，我们可能永远无法完全解读惠努尔洞的图画，也无法得知这些信息是为谁准备的。
但垃圾堆和它们记录的气候数据，为古代人类留下的线索增添了背景。“这是关于灵活性有多么重要的巨大见解，”罗梅罗·维拉纽埃瓦说。“他们正在重新调整自己的行为。”她认为，鉴于我们当前的危机，这一点值得我们牢记。
这并不是垃圾堆第一次为古代的谜团增添细微之处。早在20世纪80年代，贝坦库尔就利用它们来权衡北美西南部古代普韦布洛人消失的疑问。松鼠鼠的排泄物显示了不同时期繁盛的树木，揭示了曾经伟大的文明砍伐森林的速度超过了景观的更新速度。这种资源过度消耗，或许再加上干旱和农业歉收，可能是这个社会衰败的原因。
它们还可以为更近期的历史提供线索。2018年，一群人在南卡罗来纳州一个保存完好的贩奴者房屋的墙壁中发现了啮齿动物的巢穴。这些老鼠不仅提供了大量可追溯到19世纪初的纽扣、长筒袜、弹珠和其他文物，而且一本阅读初学者读物上撕下的一小纸片表明，一名被奴役者可能正在学习阅读。“这是一个发人深省的想法，”一位历史学家在一篇博客文章中写道，“当你考虑到在那个时期，阅读和写作对被奴役者来说是非法的。”
像这样的信息碎片本来会随着时间而消失，研究人员也永远不知道垃圾堆里可能藏着什么。但很快，在这个垃圾堆中寻找宝藏可能会比以往任何时候都更容易。
在沙漠DNA中命中头奖
尽管垃圾堆研究在过去半个世纪里具有启发性，但该领域的专家们正着眼于未来。DNA分析和机器学习等技术的进步和日益普及，意味着在不久的将来，科学家们将能够从植物、粪便和尿液的混合物中提取更多信息。
拉托雷（Latorre）是南美洲主要的垃圾堆研究先驱，他在2018年发表的一篇论文中，利用智利阿塔卡马沙漠啮齿动物排泄物的DNA分析，表明在过去49000年里，当降水量激增时，像锈菌这样的植物病原体曾蓬勃发展。“当你查看DNA时，你不仅能看到植物的组成，不仅能看到昆虫的组成，还能看到细菌、寄生虫和病原体，”拉托雷说。“你可以解析整个生态系统。”这些发现为气候变化引起的湿润天气可能在未来几年加剧农作物毁灭性病原体的爆发提供了关键证据。
与此同时，贝坦库尔正在利用DNA研究更大的生态图景。在一项于2020年发表在《生态学与进化》（Ecology and Evolution）杂志上的研究中，他和他的研究团队使用了一种称为枪式宏基因组学的方法，将可追溯到32000年前的松鼠鼠垃圾堆中提取的DNA与数据库中的已知序列进行比较。该实验发现了细菌、植物、节肢动物、线虫、真菌和脊索动物的痕迹，表明在合适的条件下，垃圾堆可能是整个生命之树信息的储存库。这类研究暗示着技术进步的诱人可能性。因为随着科学家们用越来越多的基因组（来自现存和已灭绝的生物）构建这些数据库，我们可以从对单个样本的零散检查中识别出的生物数量将不断增加。
[相关：人类改造地球的时间比我们想象的要早得多]
贝坦库尔说，如果考虑到机器学习的潜力——即计算机程序学会审查垃圾堆内容的图像，而不是由人伏在显微镜下——未来的发现将是“具有革命性的”。
甚至有可能，人类DNA的片段会以脱落的毛发和被拾取的骨头的形式出现。“我们可能拥有很多我们甚至不知道是什么的东西，”贝坦库尔说。
以贝坦库尔2003年收集的一个样本为例，该样本一直处于未定状态。一个由阿根廷西南部兔鼠制造的大约14000年前的垃圾堆，产生了一个已灭绝的地面树懒物种的粪便。问题是？没有其他关于此类生物居住在该特定地点的记录。
这可能是我们没有DNA的已知地面树懒物种的分布范围延伸的证据。但它也可能是一个全新的物种。要确定这一点，我们需要更多的化石，这些化石在“刚刚好”的条件下保存下来，尽管干燥炎热的环境试图破坏它们，但仍然保存了DNA链。垃圾堆往往能做到这一点，而且还有更多有待发现。
虽然科学家们一直在北美搜寻垃圾堆，而在南美洲的努力现在正在如火如荼地进行，但世界的其他地方仍然相对未被探索。在非洲西南海岸的沙漠中，蹄兔鼠建造的巢穴与松鼠鼠或兔鼠的巢穴非常相似。非洲和中东大部分地区特有的蹄兔科动物甚至会产生一种类似琥珀质的物质，称为蹄兔素（hyracium）。在澳大利亚，贝坦库尔摔断腿的地方，是粘性巢穴鼠（stick-nest rat）显示出希望。
“在南美洲，可能存在三到四种动物会产生这些沉积物，在世界其他地方也肯定存在我们甚至不知道的动物，”贝坦库尔说。“例如，中亚是一个新前沿。”
阅读更多PopSci+文章。
