恐龙是什么颜色的?如果你脑子里有一张照片,那么新的研究表明你可能需要修改它。新的化石研究还表明,色素生成结构超出了恐龙的样子,并且可能在其体内发挥了重要作用。
最新发现也为更准确地重建已灭绝动物的内部解剖结构以及洞察羽毛和飞行等特征的起源铺平了道路。
其中很大一部分源于黑色素的研究,黑色素是一种在细胞内发现的黑色素体结构中发现的一种色素,它赋予头发,羽毛,皮肤和眼睛外部特征的颜色,现在它们在动物的体内也很丰富。
“我们发现它存在于我们认为不存在的地方,”爱尔兰科克大学的古生物学家Maria McNamara博士说。“我们在肺部,心脏,肝脏,脾脏,结缔组织,肾脏中发现了黑素体......它们几乎无处不在。”
8月中旬发布的团队最新研究成果是使用先进的显微镜和同步加速器X射线技术制作的,这些技术利用快速移动的电子能量来帮助仔细检查化石。
利用这些,研究人员发现黑色素广泛存在于现代化石和化石两栖动物,爬行动物,鸟类和哺乳动物的内部器官中 - 继去年他们发现现有和化石蛙身体中的黑素体实际上远远超过那些黑色素。从外部发现。
更重要的是,他们惊讶地发现黑素体的化学组成和形状因器官类型而异 - 从而为使用它们绘制古代动物的软组织提供了令人兴奋的机会。
次要
这些研究还有其他意义。麦克纳马拉博士说,首先,发现黑色素体在动物体内如此常见,可能会彻底改变我们对黑色素功能的理解。“有可能黑色素根本不会变色,”她说。“这个角色实际上可能是次要的更重要的生理功能。”
她的研究表明,它可能在体内平衡或调节身体的内部化学和物理状态以及金属元素的平衡方面发挥重要作用。
“现在一个很大的问题是这适用于第一批最原始的脊椎动物吗?” 麦克纳马拉博士说。“我们能找到这方面的化石证据吗?黑色素的哪种功能在进化上是原始的 - 颜色或体内平衡的产生?”
同时,调查结果表明我们可能需要回顾一下我们对古代动物颜色的理解。这是因为以前认为代表外部色调的化石黑素体实际上可能来自内部组织,特别是如果化石随着时间的推移而受到干扰。
麦克纳马拉博士说,她的研究还表明,黑素体可以在数百万年的过程中改变形状和缩小,可能影响颜色重建。
使图片更加复杂的是动物含有额外的非黑色素色素,例如类胡萝卜素和所谓的结构色,其最近才在化石中被鉴定。2016年,麦克纳马拉博士的团队对一条1000万年前的蛇的皮肤进行的一项研究发现,这些蛇可以保存在某些矿化残骸中。
“这些有可能保留脊椎动物产生色彩的所有方面,”麦克纳马拉博士说。
她希望随着时间的推移,这些发现和技术将共同帮助我们更准确地解释古代生物的颜色 - 尽管在这些早期,她没有已经改变的动物的例子。
在中国发现的两种化石表明,被称为翼龙的飞行爬行动物有羽毛,这表明结构比先前想象的更早进化。图片来源:Zixiao Yang
深刻的时间
该领域的许多重大进展都来自麦克纳马拉博士领导的名为ANICOLEVO的项目,该项目旨在深入研究动物在深度时间或数亿年内的颜色演变。
该项目的出发点是,以前的动物颜色研究在很大程度上忽略了深入的化石分析,通过将我们对颜色的了解主要基于现代生物而留下了显着差距。
但它后来导致了更广泛的调查。麦克纳马拉博士表示,它正在为陆地和水生环境中生存所必需的各种生物结构和过程提供新的线索。“看起来我们将能够研究更广泛,令人兴奋的关于成为动物意味着什么的问题,”她说。
她对中国发现的两种化石的部分研究甚至表明,被称为翼龙的飞行爬行动物有羽毛,可能会使这些结构的演变再回到8000万年前的2.5亿年前。这些化石含有保存完好的黑色体,形状和大小各异,是羽毛的标志之一。
麦克纳马拉博士说:“我们第一次能够展示出不仅是恐龙羽毛,而是一群完全不同的动物,翼龙也有羽毛。”
她工作的另一个项目叫做FOSSIL COLOR,比较了化石和现代昆虫之间的颜色模式的化学反应。麦克纳马拉博士说,这些并不完全相互映射。
“已经清楚的是,化石化过程在一定程度上改变了化学过程,所以我们正在做实验来试图理解这些变化。”
显而易见的是,还有很多关于颜色的知识。麦克纳马拉博士说:“在化石颜色研究方面,我们只是处于冰山一角。”
体温调节
其他研究人员认为动物的颜色远远超过眼睛。比利时根特大学的进化生物学家Matthew Shawkey博士表示,研究色彩用于信号和伪装等视觉手段的属性和功能对于理解其真正意义至关重要。
“例如,颜色如何影响体温调节?飞行?这些功能可能与纯视觉功能互补,甚至更重要,”他说。
Shawkey博士正在研究这些问题,他最近的一项研究表明,鸟类的翅膀颜色可能通过导致不同的加热速率在飞行效率中发挥重要作用。
“开始作为解读恐龙色彩的新奇事物已经变成了一个非常严肃的领域,正在研究关键色素系统的起源,多彩结构的演化如何有助于推动主要的进化过渡,如飞行的起源,以及颜色如何与生态和性选择有关,“ 英国爱丁堡大学脊椎动物古生物学家和进化生物学家 Steve Brusatte博士说。
最终,我们可能能够找到更多关于颜色的信息。“当我长大的时候,我在学校读到的许多恐龙书都说我们永远不知道它们是什么颜色,”布鲁萨特博士说。“但在科学中经常出现这样的情况,将此视为不可能是愚蠢的。”
他说他很高兴看到接下来会发生什么,这个领域刚刚起步:“古生物学家现在有了一个全新的窗口来了解长期灭绝生物的生物学和进化。”