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技术彩绘恐龙的复兴仍在继续(而且争论愈演愈烈……)

通过先进的黑色素体分析,揭示了像中华龙鸟这样的带羽毛恐龙鲜艳的色彩。

作者:Ed Yong
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追求准确的恐龙颜色现在已经变成了一场竞赛,而且是一场激烈的竞赛。就在上周,我写了一篇关于一组科学家声称通过显微镜分析三个化石准确识别了一些带羽毛恐龙的颜色的文章。根据那项研究,中国鸟龙的尾巴覆盖着姜黄色条纹。现在,另一组科学家揭示了中华龙鸟完整恐龙调色板。这种微小的捕食者身体呈深灰色,四肢带有长长的白色羽毛,尖端有黑色斑点。它的头部大部分是灰色,带有红橙色和黑色的斑点,以及一个奢华的红橙色冠。

这两种重建都基于一种称为黑色素体的微观结构。它们是现代鸟类羽毛鲜艳色彩的部分原因,富含色素,而且碰巧能很好地保存为化石。主要有两种类型。球形的“卵黄黑色素体”含有红棕色或黄色色素,而棒状的“真黑色素体”则呈现黑灰色调。

从化石黑色素体推断颜色的技术是由耶鲁大学的 Jakob Vinther开创的。他用它来证明一颗白垩纪鸟类羽毛很可能具有黑白条纹,后来又证明另一根化石羽毛具有虹彩椋鸟般的 theen。但这些都是对单个样本的分析,甚至上周的论文也是通过观察单一个体的一个部位来着色中国鸟龙

Vinther 对他的竞争对手并不满意。“在理解黑色素体化石和原始颜色解释方面,他们还处于石器时代,”他说。对他来说,仅仅依靠一种黑色素体的存在来预测颜色是远远不够的。即使是单根羽毛的色调也可能取决于两种黑色素体类型的混合,以及不同浓度的色素。因此,你需要了解黑色素体在动物身上的分布情况,即使那样,你仍然需要弄清楚这如何转化为不同的颜色。

这正是他所做的。上周我与 Vinther 交谈时,他说:“我们离给恐龙着色还差得很远,但未来充满希望。最终,我们将拥有彩色恐龙。我们目前正在认真研究这个问题。”他不是在开玩笑!

他一直在研究一个名为 BMNHC PH828 的新中华龙鸟标本。尾部已丢失,但其余骨骼保存完好,包括头骨和带有优雅羽饰的四肢。Vinther 没有只看单个身体部位,而是从标本中采集了 29 个样本,代表了不同身体部位的各种羽毛类型。他仔细分析了每个样本中的黑色素体的尺寸、形状、密度和分布。

为了解读这笔海量数据,他与同事 Matt Shawkey 一起,对从各种现存鸟类(从渡鸦到雀类再到野鸭)的黑色素体进行了分类。这组现代数据介于颜料目录和罗塞塔石碑之间。它告诉 Vinther 不同的黑色素体组合如何产生不同的颜色,并使他能够正确地为他的中华龙鸟着色。

这种动物是一种微小的猎手,身长仅 13 英寸。它的名字恰如其分地意为“近鸟”。它主要是黑白灰的,因为电子显微镜在它全身所有 29 个样本中都发现了黑色素体。

与近缘物种细颚龙一样,中华龙鸟有四翼,其手臂和腿上都有长长的飞羽。这些羽毛的基部黑色素体很少,表明它们是白色或色素含量很低的。红棕色的卵黄黑色素体只出现在恐龙的冠羽和头骨侧面的斑块中,与真黑色素体交织在一起。中华龙鸟看起来就像戴着一顶橙色的帽子,脸上还有姜黄色的雀斑。

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这些颜色中的许多对现代鸟类爱好者来说应该很熟悉。橙色的头冠让人想起鹌鹑和鸸鹋的头饰,而带斑点的翅膀则与家鸡的翅膀相似。现代鸟类利用这些复杂的颜色与同类交流、向配偶展示或向捕食者展示姿态。对 Vinther 来说,这表明羽毛的早期演化既受到与他人交流的愿望的驱动,也受到空气动力学需求的驱动。

即使是这种分析也可能无法完全准确地描绘出中华龙鸟。正如 Vinther 所承认的,一些色素,如橙黄色的类胡萝卜素或绿紫色的卟啉会影响鸟类的颜色,但尚未被考虑。尽管如此,这些色素在现代鸟类中也很少见。“我认为不太可能,当然也不是不可能,中华龙鸟拥有其中一些色素,”Vinther 说。“事实上,类胡萝卜素会形成化石,我们可以将它们识别为化学痕迹,但我们专注于黑色素体的形状,而不是化学成分。”

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目前,Vinther 计划为其他恐龙制作颜色方案,尽管竞争无疑让事情更加困难。“由于竞争对手的存在,我们在获取中国材料方面确实遇到了困难,”他说,“但(我们的合作者)李全国和高克勤在北京自然历史博物馆拥有更多标本,我们将进行研究。”

参考文献:Li et al.2010. Plumage Color Patterns of an Extinct Dinosaur. Science http://dx.doi.org/10.1126/science.1186290

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