Какого цвета были динозавры? Музеи, фильмы и картины дают нам яркую картину гигантских ящериц в ярко-зеленых, желтых, пурпурных и голубых тонах. Но правда в том, что цвет динозавра - это немного загадка. Палеонтологи, такие как Джулия Кларк из Техасского университета в Остине и другие, пытаются разгадать эту загадку с помощью одного из самых распространенных в мире натуральных цветных пигментов: меланина.
Связанный контент
- Исследователи разработали способ определения цвета из окаменелостей
- Птицы-самки были такими же яркими, как и их самцы
- На самом деле, у динозавров, вероятно, не все были перья
- У всех динозавров были перья?
- Ученые обнаружили гигантского пернатого тиранозавра
- Отслеживание появления птиц
В недавнем исследовании природы, Кларк и ее коллеги предположили, что пернатые динозавры вводили различные цвета - по крайней мере, цвет, который исходит от меланина - в древний мир. Исследователи полагают, что появление этого цветового разнообразия в оперении динозавра было побочным эффектом изменения способа хранения и использования древними животными энергии. Результаты имеют значение для того, как палеонтологи восстанавливают то, на что были похожи эти и другие динозавры.
Меланин ответственен за более темное окрашивание кожи у людей, более темные пятна или полосы у ящериц и более темные цвета перьев у птиц. Крошечные пакеты внутри наших клеток, называемые меланосомами, содержат меланин. У людей и птиц форма этих меланосом соответствует различным химическим формам меланина и, следовательно, различным цветам. Например, красные оттенки происходят от круглых меланосом, а серые - от длинных и тощих меланосом. Меланосомы бывают самых разных форм и размеров, и они соответствуют более широкому разнообразию цветов.
Многообразные меланосомы, обнаруженные в птицах, заставили ученых, в особенности палеонтологов, задуматься о том, встречаются ли подобные меланосомы у древних птиц и пернатых динозавров, предков современных птиц. К счастью, некоторые ископаемые находки включают окаменелые перья, и с помощью мощного микроскопа ученые действительно могут увидеть структуры меланосом, сохранившиеся в этих окаменевших оперениях.
Без современного образца, с которым можно сравнить окаменелости, ученые используют формы меланосом у современных птиц, чтобы дать подсказки о том, какие цвета мог бы иметь особый пернатый динозавр или вымершая птица. «Это для нас как набор инструментов», - объясняет Кларк. Используя эту технику, Кларк и его коллеги из Университета Акрона в Огайо и Китайского университета геонаук связывают формы меланосом в окаменелостях с красными, серыми, черными или переливающимися оттенками у древних окаменелых птиц и пернатых динозавров.
Но команда Кларка знала, что окаменелые меланосомы должны были раскрыть больше. Ученые не смотрели на цвет меланина ни в чем, кроме мало млекопитающие, птицы и пернатые динозавры, исследователи хотел посмотреть, смогут ли формы меланосом по всему спектру животного мира, вымершие и живые, пролить свет на то, как формы пакетов с пигментом эволюционировали, чтобы продемонстрировать такое разнообразие. Определение этого времени даст им убедительные доказательства того, когда динозавры эволюционировали в разные цвета.
Меланосомы из окаменелого покрытого пухом динозавра под названием Beipiaosaurus не проявляют большого разнообразия форм, в то время как у окаменевшей птицы видны тощие меланосомы, связанные с серым цветом, наблюдаемым у живых млекопитающих и птиц. (Изображение: Кларк и др.) Команда начала с отбора образцов волос, кожи и перьев у 181 живого млекопитающего, черепах, ящериц, крокодилов и птиц. В Китае они исследовали окаменелости у 13 ящериц, черепах, динозавров и летающих рептилий, называемых птерозаврами, все из мелового и юрского периодов, около 200–66 миллионов лет назад. Окаменелые образцы варьировались от сохранившихся перьев до пятен на коже до нечетких нитей животных, которые носили шипы, которые были не совсем перьями.
Затем исследователи использовали сканирующий электронный микроскоп для визуализации меланосом в этих древних структурах. Они изучили, какой тип тела покрывал меланосомы из каждого образца (вымершие и живые), - кожу, волосы, пух или перья - и измерили различия в их формах у разных линий животных: птиц, млекопитающих и рептилий.
«Если вы посмотрите на живых ящериц, черепах и крокодилов, то здесь очень мало разнообразных форм меланосом», - говорит Кларк. «У вас могут быть очень похожие, только очень тонко различающиеся по форме меланосомы в коричневой по сравнению с черной и серой ящерицей». И мало что изменилось от древних черепах и ящериц до современных - меналосомы у окаменелых ящериц и черепах. также выглядят слишком похожими и не могут быть использованы, чтобы предсказать, какого цвета могли быть животные.
Однако пернатые динозавры, в частности первые динозавры-манирапторы, которые появились на Земле около 150 миллионов лет назад и в конечном итоге стали птицами, обладали самым большим разнообразием форм меланосом. Интересно, что пушистые динозавры - те, у которых есть колючие нити и протоотступы, - эволюционно предшествовали своим пернатым собратьям, но они также не показывают меланосомного разнообразия форм. «Только с появлением перьев вы увидите огромный взрыв в разнообразии форм меланосом», - говорит Кларк.
Взрыв в разнообразии цветов меланина, вероятно, пришел с этим диапазоном в форме меланосомы. Это не значит что древние ящерицы, черепахи и динозавры с чешуей или просто нитями не были красочными. Кларк объясняет, что они могли просто полагаться на разные пигменты для своего цвета.
Как ни странно, волосы млекопитающих и современные птичьи перья разделяют это разнообразие в форме меланосом, несмотря на то, что что они совершенно не связаны семейства животных . На молекулярном уровне млекопитающие и птицы даже делают цвета на основе меланина совершенно по-разному. Тем не менее, похоже, что каждый из них независимо развил это меланосомное разнообразие.
Но почему меланосомы эволюционировали в пернатых динозаврах разных форм, а не раньше? Кларк и коллеги предполагают, что, по крайней мере, у пернатых динозавров, разнообразие форм меланосом может иметь какое-то отношение к физиологии существ. Чтобы понять, что это может быть, Кларк снова обращается к наследственным отношениям между пернатыми динозаврами и птицами.
Ученые наблюдали генетическую связь между тем, как создаются меланосомы и как птицы регулируют энергию - в частности, некоторые гены, которые определяют форму меланосом, также участвуют в накоплении жира у цыплят. Исходя из этого, исследователи считают, что генетические изменения, связанные с тем, как пернатые динозавры регулировали энергию в своих телах, могли непреднамеренно вызвать изменение в том, как они производили меланин.
Если это правда, это был бы хороший пример плейотропии, где один набор генов может влиять на, казалось бы, не связанные черты, явление, которое довольно распространено в биологическом мире. На данный момент, однако, мы на один шаг ближе к пониманию правил, которые регулируют сложность динозавра.
