9 декабря 1833 года английский коллекционер окаменелостей Элизабет Филпот направила письмо натуралисту Уильяму Бакленду. В дополнение к просьбе вернуть некоторые позвонки морской рептилии, которую заимствовал Бакленд, Филпот также включил заметки о недавней поездке с молодой выскочившей ископаемой собакой - палеонтологом-пионером Мэри Аннинг. Но то, что сделало примечание особенным, было иллюстрацией, которую Филпот включил в письмо. На ней изображена зубастая улыбка черепа ихтиозавра, нарисованная после одного из многих таких окаменелостей, которые Филпот, ее сестры и Аннинг находили в древних скалах южного побережья Англии. И это не было нарисовано обычными чернилами. Тон сепии был сделан из сохранившихся чернил кальмароподобного существа, найденного в тех же отложениях, что и ихтиозавр, оживленный через 200 миллионов лет.
На первый взгляд рисунок Филпота может показаться лишь изящной ископаемой уловкой. В 2009 году еще один рисунок, сделанный из древних чернил, вновь привлек внимание к удивительному факту, что следы доисторического цвета могут сохраняться до 21-го века. Но тот факт, что такие изначальные оттенки могут быть восстановлены вообще, открывает научную возможность. С правильными образцами, эксперты могут начать раскрашивать записи окаменелостей.
Иногда древние оттенки можно увидеть невооруженным глазом. «Исследователи знали о цветных рисунках ископаемых насекомых и цветных рисунках моллюсков еще в викторианскую эпоху», - говорит палеобиолог Бристольского университета Якоб Винтер. Но именно возможность раскрыть цвета динозавров захватила воображение экспертов и общественности.
В течение почти всей истории палеонтологии не было никакого способа сказать, что на самом деле носили оттенки динозавров. Возможно, в исключительных обстоятельствах ископаемое вещество может сохранить некоторые мягкие ткани, на которых видны пятна светлой и темной кожи или полосатое оперение, но долгое время считалось, что фактическая окраска животного недоступна для обнаружения. И все же открытия, такие как использование очень старых чернил Филпотом, указывали на то, что шепоты цвета могут выжить в конце концов. Благодаря сочетанию деликатной консервации и передовой технологии визуализации, позволяющей исследователям увидеть микроскопические детали окаменелостей, палеонтологи узнают о мезозойской палитре больше, чем когда-либо.
Реконструкция раннемелового паравского динозавра Microraptor с предполагаемой окраской. (Quanguo Li et al. / Science 335.6073) Биологический ключ к решению загадки окраски сводится к мельчайшим структурам, называемым меланосомами. Это крошечные пузырьковые органеллы, которые содержат пигмент или меланин и присутствуют в мягких тканях, таких как кожа, чешуя и перья. И хотя эти детали часто отбрасывались как ископаемые бактерии в прошлые десятилетия, возобновленные усилия в 21-м веке смогли найти связь между этими крошечными структурами и цветами.
Окаменелость, похожая на ту, которая вдохновила творчество Филпота Винтер, ныне находящегося в Университете Бристоля, на след ископаемых красок в 2006 году. Чернильный мешок ископаемого кальмара, который изучал Винтер, содержал меланосомы спустя 200 миллионов лет. И если их можно найти в чернилах кальмара, то почему не другие окаменелости, такие как перья? Анализ, проведенный Винтером и его коллегами из мелового пера, обнаруженного в Бразилии, открыл возможность, позволив исследователям сделать вывод: «Открытие сохранившихся меланосом открывает возможность интерпретации цвета вымерших птиц и других динозавров».
По словам палеонтолога из Вирджинии Кейтлин из Колледжа Вирджинии, для извлечения цвета из прошлого требуется сочетание удачных находок с передовыми методами визуализации. Во-первых, палеонтологам нужно ископаемое вещество, которое, вероятно, сохранило меланин - ископаемое не только с костями, но и с перьями, кожей или волосами. Эти окаменелости часто содержат как меланосомы, так и химически разложившийся меланиновый пигмент, и когда палеонтологи находят такие окаменелости, они могут использовать современные технологии для более тщательного изучения.
«Вы начинаете с поиска микротел с помощью таких инструментов, как сканирующие электронные микроскопы», - говорит Коллери. Как только эти характерные формы появляются, химический анализ может подтвердить присутствие пигмента меланина. «Это было особенно важно на ранних стадиях исследований меланина, потому что все еще оставалось некоторое сомнение в том, что микроорганизмы на самом деле являются меланосомами, а не другими подобными структурами, такими как бактерии», - говорит Коллери. Отсюда сравнение физических и химических признаков меланосом и меланина можно сравнить с данными живых животных, цвет которых известен, чтобы восстановить внешний вид давно умерших существ.
Когда палеонтологи объявили об открытии пернатого динозавра Anchiornis в 2009 году, сохранившееся оперение, окружающее скелет, было темного, серого цвета. Но анализ другого окаменелости Anchiornis, проведенный Винтером и его коллегами в следующем году, выявил поразительный образец цвета, который ранее был невидимым. Распределение и детали сохранившихся меланосом указывали на то, что Anchiornis был покрыт перьями черного и белого цвета, не отличающимися от сороки, с всплеском красных перьев на макушке головы. Впервые динозавр был полностью восстановлен в живом цвете.
Реконструкция цвета оперения юрского троодонтиды Anchiornis huxleyi . (MA DiGiorgio / Quanguo Li et al. / Science 327.5971) Один за другим другие динозавры начали показывать свои истинные цвета. За неделю до выхода газеты « Anchiornis» у маленького пушистого динозавра Sinosauropteryx был обнаружен яркий красно-белый полосатый хвост. В 2012 году было показано, что сложенное расположение меланосом, обнаруженное в перьях четырехкрылого динозавра Microraptor, создает переливающийся блеск, похожий на современный ворон. (Птичьи динозавры также присоединились к списку с гигантскими ископаемыми пингвинами с цветными узорами черного, красного и серого.) И хотя ранние исследования были сосредоточены на перьях, палеонтологи вскоре обнаружили, что меланосомы также могут выявить оттенки чешуйчатых динозавров. Клювый рогатый динозавр Psittacosaurus был затенен сверху и светлее снизу, чтобы помочь с камуфляжем, а огромный бронированный динозавр Borealopelta носил красновато-коричневые тона.
Естественно, у этого подхода есть некоторые ограничения. Во-первых, одни кости не помогают. Там должны быть какие-то консервированные мягкие ткани, такие как перья или кожа. Впечатления не подойдут. «Вам нужны органические остатки», - говорит Винтер. Доисторическое животное должно было быть похоронено так быстро и сохранено в таких деталях, что останки фактических тканей животного были сохранены.
И не вся окраска у животных создается меланосомами. Некоторые цвета, такие как желтый и синий, создаются биохимическими веществами, которые палеонтологи еще не обнаружили в окаменелостях. Текущая методология не будет работать для каждого динозавра или каждого цвета. Но хорошая новость заключается в том, что этот подход создает хотя бы частичную картину.
Фотографии голотипа бронированного динозавра Borealopelta markmitchelli . Исследования этого окаменелости выявили красновато-коричневую окраску и камуфляж в форме встречной штриховки. (Калеб М. Браун и др. / Current Biology 27.16 2514-2521.e3) Что цвета означают для самих животных, это другое дело. Например, в случае Borealopelta - с узором ржаво-красного цвета сверху и светлым снизу - затенение могло бы послужить способом для низкорослого динозавра спрятаться от хищных тиранозавров того времени. Другие динозавры были ярче. Хвост конфетного тростника Sinosauropteryx, вероятно, был социальным сигналом, используемым этими динозаврами для общения друг с другом, когда они встречались.
Этот тип анализа раскрывает потенциал появляющейся области ископаемой окраски. Восстанавливая давно потерянные оттенки, палеонтологи могут обнаружить и исследовать древнее поведение, которое ранее было скрыто от глаз.
Разные цвета рассказывают разные истории. Темнота выше, свет под рисунком и полосы рогатого динозавра Psittacosaurus могут указывать на то, что это животное обитало в покрытой лесами среде обитания с рассеянным светом, в то время как маска бандита и полосы Sinosauropteryx могут указывать на предпочтение более открытым местам обитания, где смешивание было критическим для не быть выбранным большим хищником. То, что динозавры были замаскированы, говорит не только о том, где они жили, но и об опасностях, с которыми они столкнулись. «Исследования по ископаемым цветам действительно дают беспрецедентную возможность сделать интерпретацию поведения и биологии по записям окаменелостей», - говорит Коллери.
Сравнение пропорций меланосом и морфологии контура тела у вымерших пингвинов Inkayacu paracasensis (A и B) и репрезентативных современных пингвинов (C и D). (Джулия А. Кларк и др. / Science 330.6006) Палеонтология всегда была междисциплинарной наукой, на стыке множества дисциплин, таких как анатомия и геология. Изучение ископаемого цвета расширяет эту область, опираясь на биохимию и передовые методы визуализации, а также на более традиционные морфологические подходы.
«Я думаю, что мы должны быть открыты к тому факту, что исследования динозавров уже не просто ласкают кости», - говорит Винтер. «Тонны пернатых динозавров и окаменелостей птиц еще предстоит описать, поэтому скоро мы сможем написать« Одубонское руководство по меловым птицам и динозаврам »и показать, в каких местообитаниях они жили, и, возможно, скоро появятся мужские и женские пуховые шубы, которые, безусловно, могли бы изменить у многих видов динозавров ».
Исследования продолжаются, но то, что уже найдено, поднимает вопросы о том, что еще можно почерпнуть из летописи окаменелостей. «Возможно, однажды мы обнаружим, что у них было сезонное оперение, как красочные показы во время спаривания, - говорит Винтер, - и если мы когда-нибудь найдем динозавров мягких тканей в более высоких широтах, таких как Австралия, возможно, мы увидим некоторых с белым оперением во время холодные и снежные зимы ». Такая находка действительно была бы динозавром другого цвета.
