相当一部分科学家喜欢通过纹身来庆祝他们的研究。布朗大学的生物学家瑞安·卡尼（Ryan Carney）将这种做法更进一步。他纹了一个纹身，展示了他和他的同事们今天刚刚发表的一篇论文的关键发现。他们研究了始祖鸟（一种标志性的鸟类，或者说几乎是鸟类）的化石羽毛。他们的结论是，它看起来就像这个纹身一样。卡尼与一群科学家合作进行了这项研究，他们开发了一种从化石中重建颜色的方法。动物颜色的一种来源叫做黑色素体（melanosome）的细胞结构。根据黑色素体的大小、形状和间距，它们可以产生各种色调。事实证明，黑色素体非常坚固，有时能保存数百万年。正如我在 2009 年的《纽约时报》上撰写的那样，科学家们首先在化石乌贼的墨囊中发现了黑色素体，然后又观察了距今 4700 万年的鸟类羽毛。然后，他们继续研究恐龙的羽毛和羽毛状结构，重建了它们羽毛的一些颜色。这种包括条纹和簇毛的颜色图案暗示，恐龙可能在进化出飞行能力很久之前就已经用它们的羽毛来炫耀自己了。（更多细节可以在我去年为《国家地理》撰写的这篇故事中找到。）当然，对羽毛演化的任何考察，如果缺少始祖鸟，那都是不完整的。150 多年来，它一直是关于鸟类历史——更不用说演化本身——争论的中心。始祖鸟的第一个化石是一根单独的羽毛——也就是卡尼纹在身上的那根。它于 1861 年在德国索伦霍芬镇附近的一个石灰岩采石场被发现，并被带给了当时德国领先的古生物学家之一赫尔曼·冯·迈尔（Hermann von Meyer）。正如科学家后来所确定，这根非凡的羽毛有 1.45 亿年的历史。尽管年代久远，这根羽毛看起来却很像今天活着的鸟类翅膀上的羽毛。这块化石如此非凡，以至于冯·迈尔怀疑是不是有人伪造了它。毕竟，索伦霍芬石灰石因制作精细的石版画而闻名。但冯·迈尔随后比较了岩板和对应的岩板，发现它们是相同的。“任何绘图员都无法创作出如此真实的东西，”他宣称。就在冯·迈尔研究这根羽毛的同时，索伦霍芬的采石场又出土了一块令人惊叹的化石：一只全身覆盖着羽毛的完整动物。关于这块化石的消息传得很快，但只有少数科学家亲眼看到了这块化石。它的主人，一位当地医生，正在谨慎地控制对他化石的获取，以便为他的整个化石收藏品拍卖制造一个竞价大战。这几次短暂的瞥见足以让德国及其他地区的科学家们兴奋不已。这只动物在某些方面看起来像一只鸟。例如，它的手臂上披着翅羽。但它身体的其他部分看起来更像爬行动物，比如它长长的骨质尾巴。它与今天任何活着的生物都不同。1861 年底，冯·迈尔为这两种化石都起了一个名字：始祖鸟（Archaeopteryx lithographica）——石版印刷的第一只鸟。始祖鸟的出现，距今 150 年前，恰逢其时。就在两年前，查尔斯·达尔文出版了他的《物种起源》，他在书中声称，现存的动物是从过渡性祖先进化而来的。古生物学家休·法尔科纳（Hugh Falconer）写道：“如果索伦霍芬采石场——在尊贵的命令下——要创造一个像达尔文那样奇怪的生物，它也无法更体面地完成这项任务——那就是始祖鸟。”达尔文也同意。“对我来说，这是一个绝佳的例证，”他私下对一位朋友说。在后来的几年里，出现了更多的始祖鸟化石，它变得更加像一个奇美拉。像鸟一样，它全身都有羽毛。但与现代鸟类不同的是，它嘴里有牙齿，翅膀上有爪子。达尔文的追随者继续认为它标志着鸟类起源的一个过渡。但达尔文及其追随者的反对者则认为，单一物种——尤其是那些羽毛与现代鸟类无异的物种——并不能建立起一个成熟的过渡。德国古生物学家安德烈亚斯·瓦格纳（Andreas Wagner）宣称：“他们的观点必须立即被视为幻想。”瓦格纳最终是错的。自始祖鸟发现以来，已经出土了许多类似鸟类的恐龙，研究人员也能够弄清它们之间的许多关系。关于始祖鸟本身究竟能飞多好，以及它在恐龙-鸟类生命树上的确切位置，仍然存在很多争论。去年七月，我的同事、Discover 的博主埃德·永（Ed Yong）写道，一篇新研究表明，其他恐龙比始祖鸟与现代鸟类关系更密切。在一项由美国国家地理学会资助的研究中，卡尼和他的同事们得以从收藏在德国一家博物馆的、最初的那块唯一的始祖鸟化石中提取微小的样本。他们检查了其黑色素体，并将其与 115 种现代鸟类的黑色素体进行了比较。正如他们今天报告的那样，这根羽毛最有可能就是纯黑色，就像你在卡尼的纹身中看到的那样。虽然一根羽毛不足以重建始祖鸟的整体外观，但它确实提供了一些关于这种动物的有趣线索。这根羽毛被称为覆羽（covert），这意味着它夹在主飞羽中间，覆盖着主飞羽，但又被翅膀前缘的羽毛覆盖。因此，它大部分都隐藏起来了。所以它的黑色可能既不能吸引异性，也不能使其免受敌人的捕食。有可能整个翅膀都是黑色的，而这根特定的覆羽只是顺应了进化的潮流。卡尼和他的同事们推测，黑色素体在这根特定的羽毛中也可能起到了其他作用。在现代鸟类中，黑色素体可以阻止细菌感染，也可以使羽毛变硬，防止它们在飞行过程中断裂。至于为什么生物学家肩膀上的黑色素沉淀物有其功能——嗯，那是另一个故事了。 参考：R.M. Carney et al, "New evidence on the colour and nature of the isolated Archaeopteryx feather." Nature Communications 2012 doi: 10.1038/ncomms1642
