Hvilken farve var dinosaurerne? Museer, film og malerier giver os et levende billede af gigantiske firben i lyse grønne, gule, purpur og blå farver. Men sandheden er, dinosaurfarve er lidt af et mysterium. Paleontologer som Julia Clarke fra University of Texas i Austin og andre forsøger at løse dette mysterium ved hjælp af et af de mest almindelige naturlige farvepigmenter i verden: melanin.
Relateret indhold
- Forskere bestemmer måde at bestemme farve ud fra fossiler
- Drab kvindelige fugle var en gang så prangende som deres mandlige mødre
- Faktisk havde dinosaurier sandsynligvis ikke alle fjer
- Har alle dinosaurer fået fjer?
- Forskere opdager en gigantisk fjederet tyrannosaur
- Sporing af fremkomsten af fugle
I en nylig undersøgelse i Nature antyder Clarke og hendes kolleger, at fjerede dinosaurier sprøjtede en række farver - i det mindste farve, der kommer fra melanin - ind i den antikke verden. Forskere mener, at udseendet af denne farvesort i dino fjerdrag var en bivirkning af en ændring i den måde, de gamle dyr lagrede og brugte energi på. Resultaterne har konsekvenser for, hvordan paleontologer rekonstruerer, hvordan disse og andre dinosaurer så ud.
Melanin er ansvarlig for mørkere hudfarvning hos mennesker, mørkere pletter eller striber i firben og mørkere fjerfarver hos fugle. Små pakker i vores celler kaldet melanosomer huser melanin. Hos mennesker og fugle svarer formen på disse melanosomer til forskellige kemiske former for melanin og dermed forskellige farver. For eksempel, røde nuancer kommer fra runde melanosomer, og grå nuancer kommer fra lange og tynde melanosomer. Melanosomer findes i en lang række former og størrelser, og de svarer til en bredere variation af farver.
De flerformede melanosomer, der findes hos fugle, fik forskere - især paleontologer - til at undre sig over, om lignende melanosomer findes i gamle fugle og fjedrede dinosaurier, forfædre til moderne fugle. Heldigvis finder nogle fossile fund inkluderer fossiliserede fjer, og med et højdrevet mikroskop kan forskere faktisk se melanosomstrukturer, der er bevaret i disse forstenede fjerdragter.
Uden et moderne eksemplar til sammenligning af fossiler med, bruger forskere formen af melanosomer i moderne fugle for at give antydninger til, hvilke farver en bestemt fjedret dinosaur eller en uddød fugl måtte have sportet. ”Dette er som et værktøjssæt for os, ” forklarer Clark. Ved hjælp af denne teknik har Clarke og kolleger ved University of Akron i Ohio og Kinas University of Geosciences knyttet formen på melanosomer i fossiler til røde, grå, sorte eller iriserende nuancer i gamle fossiliserede fugle og fjerede dinosaurier.
Men Clarkes team vidste, at fossiliserede melanosomer havde mere at afsløre. Forskere havde ikke set på melaninfarve i noget ud over et få pattedyr, fugle og fjerede dinoer, forskerne ønskede at se, om melanosomformer på tværs af spektret af dyreriget, uddød og levende, kunne kaste lys på, når pigmentpakkernes former udviklede sig til at udvise en sådan variation. At kortlægge denne timing ville give dem stærk bevis for, hvornår dinosaurier udviklede sig forskellige farver.
Melanosomer fra en fossiliseret fuzz-dækket dinosaur kaldet Beipiaosaurus viser ikke meget formform, mens en fossiliseret fugl viser tynde melanosomer forbundet med grå farver set hos levende pattedyr og fugle. (Billede: Clarke et al.) Holdet startede med at prøve hår, hud og fjer fra 181 levende pattedyr, skildpadder, firben, krokodiller og fugle. I Kina undersøgte de fossiler fra 13 firben, skildpadder, dinosaurier og flyvende krybdyr, kaldet pterosaurer, alle fra kridt- og juraperioderne for omkring 200 til 66 millioner år siden. De fossiliserede prøver spænder fra konserverede fjer til pletter af hud til uklare filamenter fra dyr, der sportede pigge, der ikke var helt fjer.
Forskere brugte derefter et scanningselektronmikroskop til at visualisere melanosomerne i disse gamle strukturer. De kiggede på, hvilken type krop, der dækker melanosomer fra hver prøve (uddød og levende) stammede fra - hud, hår, fuzz eller fjer - og målte forskelle i deres form på tværs af forskellige dyrelinjer: fugl, pattedyr og krybdyr.
”Hvis man ser på levende firben, skildpadder og crocs, er der en meget lille række i melanosomformer, ” siger Clarke. ”Du har måske meget ens, kun meget subtilt forskellige formede melanosomer i en brun versus en sort mod en grå tonet firben.” Og ikke meget var ændret i fra gamle skildpadder og firben til moderne - menalosomerne i fossil firben og skildpadde ser også for meget ens ud og kan ikke bruges til at forudsige, hvilken farve dyrene måtte have været.
Fjerde dinosaurer, især de første maniraptor-dinosaurer, der dukkede op på Jorden for omkring 150 millioner år siden og i sidste ende blev fugle, sportede den største mangfoldighed af melanosomformer. Interessant er, at fuzzy dinosaurer - dem med uartede filamenter og protofæder - evolutionsmæssigt gik foran deres fjedrede brødre, men de viser heller ikke melanosomformdiversitet. ”Kun med fjeders oprindelse kan du så se en enorm eksplosion i mangfoldigheden af melanosomformer, ” siger Clarke.
En eksplosion i melanin farve mangfoldighed kom sandsynligvis med dette interval i melanosom form. Det betyder ikke at gamle firben, skildpadder og dinosaurier med vægte eller bare filamenter ikke var farverige. De har måske simpelthen været afhængige af forskellige pigmenter for deres farve, forklarer Clark.
Mærkeligt nok deler pattedyrhår og moderne fuglefjere denne mangfoldighed i melanosomform på trods af det faktum at de er helt uafhængige dyrefamilier . På molekylært niveau fremstiller pattedyr og fugle endda melaninbaserede farver på helt forskellige måder. Ikke desto mindre ser det ud til, at de hver især uafhængigt har udviklet denne melanosomdiversitet.
Men hvorfor skulle melanosomer udvikle forskellige former i fjerede dinosaurier og ikke tidligere? Clarke og kolleger antyder, at i mindst fjerde dinosaurier, variationen af melanosomformer kan have noget at gøre med væsenernes fysiologi. Clarke trækker igen på det forfædres forhold mellem fjerrede dinosaurier og fugle, når det gælder ledetråde til, hvad det kan være.
Forskere har observeret en genetisk forbindelse mellem hvordan melanosomer fremstilles og hvordan fugle regulerer energi - især er nogle gener, der bestemmer melanosomer, også involveret i fedtlagring i kyllinger. Baseret på dette mener forskerne, at en genetisk ændring relaterede til, hvordan fjerrede dinosaurier regulerede energi i deres kroppe utilsigtet kunne have forårsaget et skift i, hvordan de lavede melanin.
Hvis det er sandt, ville dette være et godt eksempel på pleiotropi, hvor et gensæt kan påvirke tilsyneladende ikke-relaterede træk, et fænomen, der er temmelig almindeligt i den biologiske verden. For nu er vi dog et skridt tættere på at forstå reglerne, der styrer en dinosaurus sammensætning.
