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化石首次揭示灭绝哺乳动物的真实颜色

时间:2015-10-09来源:网络 编辑:灵异怪谈 点击:

化石首次揭示灭绝哺乳动物的真实颜色

Jay Matternes/Wikimedia Commons

动物王国充满了色彩。动物们用它来伪装、刷存在感、甚至是作为各种形式的保护。但是我们并没有同样关注已经灭绝的哺乳动物曾经的颜色——直到现在。

通过匹配有机材料样品和它们的化学组成我们已经能够确定灭绝蝙蝠的颜色。而我们发表在PNAS上的新颖研究,有推断很多其它生物颜色的潜力。

化石通常只留给我们有关动物骨骼和贝壳等较坚硬部分的信息,然而羽毛、皮肤或头发等软组织偶尔也会被留下。

黑白古生物学

黑白古生物学。Yale

古生物学家们曾在化石中发现过深色的有机残留,几十年来被认为是尸体表面腐败细菌的残余。然而在2008年被指出,这些像细菌一样的微小结构实际上是保存下来的黑素体,这是细胞中携带黑色素的特殊细胞器。这是动物王国中羽毛、毛发和皮肤的主要色素来源。

查看来自白垩纪(约1.05亿年)的羽毛化石上黑白交替的图案揭示该微观结构仅存在于黑色条纹中,如果这些结构如原先所想是细菌,它们应该覆盖整个羽毛。事实上,在缺乏色素的白色区域中缺失该结构,表明该有机物质实际是黑素体。更重要的是,该结构沿羽毛的细小分支(羽支和羽小枝)对齐,这是黑素体的另一个特征。

颜色线索

不同黑素体的形状不同。在两种主要类型中,红棕色的褐黑色素形状像小肉丸(直径500纳米),而黑色的真黑色素形状像小香肠,大约有两倍大,长约1微米。

细菌还是颜色载体?Jakob Vinther

细菌还是颜色载体?Jakob Vinther

随后的研究利用这些事实来重建恐龙的彩色图案,在化石不同部位发现的黑素体形状表明其色素颜色,甚至是虹彩。但直到现在,很少有研究描述这些化石黑素体中的色素化学,也很少有证据表明这些黑素体的形状实际上反映了化石的原始颜色。

使用一些组合技术,我们已经能够描述从鱼类到鸟类到乌贼的动物中的黑色素和黑素体,并且首次能对青蛙、蝌蚪和哺乳动物这样做。我们在扫描电子显微镜下观察黑素体的形状,我们也分析了与这些结构直接相关的分子,并发现它们的化学特征类似于现代黑色素样品,然而也有一些明显差异。

我们推测也许这些黑色素埋在地下数百万年在高压高温下化学成分发生了改变。为了测试这一点,我们将黑色素置于更高的压力和温度下,在24小时内复制其数百万年间经历的情况。被我们煮过的黑色素化学特征看上去与化石更为相似。

此外,我们发现可以量化新鲜和化石样本两者中红色和黑色黑色素间的差异。这意味着我们可以测试黑素体形状与已石化的动物皮肤中化学颜色是相关的这一想法——而且我们发现是相关的。

骨头中的秘密。A. Vogel, Senckenberg Institution, Messel Research

骨头中的秘密。A. Vogel, Senckenberg Institution, Messel Research

最令人兴奋的是,这也意味着我们首次可以仅仅通过研究化石确定早已灭绝的哺乳动物的颜色。我们看了来自德国梅塞尔生活在始新世时期(约4900万年前)的两枚蝙蝠物种化石,基于小球形的黑素体(象征着褐黑色素)和相关色素的关联化学特征,我们可以推断这些蝙蝠原本有着红棕色皮毛,这意味着它们和现代蝙蝠并没有太大不同。

化石黑色素和其他色素的研究是一个兴旺的研究领域,了解化石生物的原本颜色不仅会使侏罗纪公园续集更现实,而且也会告知我们恐龙和其它灭绝动物的整体生态。

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