Den 9. december 1833 sendte den engelske fossilindsamler Elizabeth Philpot et brev til naturforskeren William Buckland. Ud over at anmode om nogle ryghvirvler i et marint krybdyr, som Buckland havde lånt, inkluderede Philpot også notater om en nylig tur med en ung forudgående fossilhund - den banebrydende paleontolog Mary Anning. Men hvad der gjorde noten speciel var en illustration, som Philpot havde inkluderet i brevet. Den afbildede det tandede smil fra en Ichthyosaurus- kranium, trukket efter en af de mange sådanne fossiler, som Philpot, hendes søstre og Anning fandt i de gamle klipper i Englands sydkyst. Og det blev ikke trukket i noget almindeligt blæk. Sepia-tonerne blev lavet af det konserverede blæk fra en blæksprutlignende væsen fundet i de samme aflejringer som ichthyosauren, revitaliseret efter 200 millioner år.
På overfladen ser Philpot tegning muligvis kun ud som et pænt fossiltriks trick. I 2009 fik en anden tegning lavet af gammelt blæk fornyet opmærksomhed på grund af det overraskende, at spor af forhistorisk farve kunne fortsætte til det 21. århundrede. Men det faktum, at sådanne oprindelige nuancer overhovedet kan genvindes, åbner et område af videnskabelig mulighed. Med de rigtige prøver kan eksperter begynde at farve fossilrekorden.
Nogle gange kan gamle nuancer ses med det blotte øje. ”Forskere har kendt til fossile insektfarvemønstre og bløddyrfarvemønstre helt tilbage til den victorianske æra, ” siger paleobiologen fra University of Bristol, Jakob Vinther. Men det er muligheden for at låse op for farverne på dinosaurier, der har fanget både eksperter og offentligheden.
I næsten hele paleontologiens historie var der ingen måde at fortælle, hvilke nuancer dinosaurer faktisk bar på. Under ekstraordinære omstændigheder kan en fossil muligvis bevare nogle bløde væv, der viser pletter med lys og mørk hud eller stribet fjerdragt, men den faktiske, i-livet farvning af dyret var længe antaget at være uden for rækkevidde af detektion. Alligevel opdagede opdagelser som Philpots brug af meget gammelt blæk, at hviske overhovedet muligvis kan overleve. Takket være en kombination af delikat konservering og avanceret billeddannelsesteknologi, der giver forskere mulighed for at se de mikroskopiske detaljer i fossiler, lærer paleontologer mere end nogensinde om den mesozoiske palet.
Genopbygning af den tidlige kridt, paraviske dinosaur, Microraptor, med udledt farve. (Quanguo Li et al. / Science 335.6073) Den biologiske nøgle til løsning af farvepuslespil kommer ned på små strukturer kaldet melanosomer. Disse er små, uheldige organeller, der indeholder pigment eller melanin, og findes i blødt væv som hud, vægt og fjer. Og selvom disse detaljer ofte blev kastet til side som fossile bakterier i årtier tidligere, har en fornyet indsats i det 21. århundrede været i stand til at finde forholdet mellem disse små strukturer og farver.
Et fossil, der ligner det, der inspirerede Philpots kunstsæt Vinther, nu på University of Bristol, på sporet af fossile farver i 2006. Blækpatronen fra en fossil blæksprutte, som Vinther studerede, indeholdt melanosomer efter 200 millioner år. Og hvis de kunne findes i blækfiskblæk, hvorfor ikke andre fossiler, som fjer? En analyse af Vinther og kolleger af en kridtfjer fundet i Brasilien åbnede muligheden for at lade forskerne konkludere, ”Opdagelsen af konserverede melanosomer åbner muligheden for at fortolke farven på uddøde fugle og andre dinosaurier.”
At trække farve fra fortiden kræver en kombination af heldige fund med avancerede billeddannelsesteknikker, siger paleontolog Caitlin Colleary fra Virginia Tech. For det første har paleontologer brug for et fossil, som sandsynligvis har konserveret melanin - et fossil ikke kun med knogler, men fjer, hud eller hår. Disse fossiler indeholder ofte både melanosomer såvel som kemisk nedbrudt melaninpigment, og når paleontologer finder sådan en fossil, kan de bruge moderne teknologi til at se nærmere på.
”Du starter med at kigge efter mikrobodierne ved hjælp af instrumenter som scanning af elektronmikroskop, ” siger Colleary. Når disse karakteristiske former dukker op, kan kemisk analyse bekræfte tilstedeværelsen af melaninpigment. ”Dette var særligt kritisk tidligt i fossile melaninundersøgelser, fordi der stadig var nogen tvivl om, at mikrobodierne faktisk var melanosomer og ikke andre lignende strukturer, som bakterier, ” siger Colleary. Derfra kan sammenligninger af de fysiske og kemiske underskrifter af melanosomer og melanin sammenlignes med dem fra levende dyr, som farve er kendt for, for at rekonstruere udseendet på væsener, der er længe døde.
Da paleontologer bebudede opdagelsen af den fjerde dinosaur Anchiornis i 2009, var det konserverede fjerdragt omkring skelettet en mørk, kulstoffarvet nuance. Men analyse af et andet Anchiornis- fossil udført af Vinther og kolleger året efter afslørede et slående farvemønster, der tidligere var usynlig. Distributionen og detaljerne i de bevarede melanosomer indikerede, at Anchiornis var dækket af fjer af sort og hvidt - ikke forskelligt fra en skæve - med en stænk af røde fjer på toppen af hovedet. For første gang var en dinosaurus blevet fuldstændigt gendannet i levende farve.
Genopbygning af fjerdfarve på Jurassic troodontid Anchiornis huxleyi . (MA DiGiorgio / Quanguo Li et al. / Science 327.5971) Én efter en begyndte andre dinosaurier at vise deres rigtige farver. Ugen før Anchiornis- papiret kom ud, viste det sig, at den lille, uklare dinosaur Sinosauropteryx havde en levende, rød-hvid båndhale. I 2012 viste det stablede arrangement af melanosomer, der blev fundet i fjerne af den firvingede dinosaur Microraptor, skabt en iriserende glans, der ligner den for en moderne ravn. (Avian-dinosaurer sluttede sig også til listen med gigantiske fossile pingviner med farvemønstre af sort, rød og grå.) Og mens de tidlige studier, der fokuserede på fjer, fandt paleontologer snart, at melanosomer også kan afsløre nuancer af skællende dinosaurier. Den næbne, hornede dinosaur Psittacosaurus blev forsynet med mørk mørke over og lys nedenfor for at hjælpe med kamouflage, og den enorme pansrede dinosaur Borealopelta sportede rødbrune toner.
Der er naturligvis nogle grænser for denne tilgang. Den første er, at knogler alene ikke hjælper. Der skal være en slags konserveret blødt væv, såsom fjer eller hud. Indtryk gør det ikke. ”Du har brug for organiske rester, ” siger Vinther. Det forhistoriske dyr måtte begraves så hurtigt og konserveres i så detaljeret, at resterne af dyrets faktiske væv bevares.
Og ikke al farve hos dyr er skabt af melanosomer. Nogle farver, som gule og blå, er skabt af biokemikalier, som paleontologer endnu ikke har fundet i fossiler. Den nuværende metode fungerer ikke for hver dinosaur eller enhver farve. Men den gode nyhed er, at fremgangsmåden skaber mindst et delvist billede.
Fotografier af Holotype af den pansrede dinosaur Borealopelta markmitchelli . Undersøgelser af dette fossil afslørede rødbrun farve og kamuflering i form af forsænkning. (Caleb M. Brown et al. / Current Biology 27.16 2514-2521.e3) Hvad farverne betød dyrene selv er en anden sag. I tilfældet Borealopelta, for eksempel - med et mønster af rustent rødt på toppen, lys på bunden - kunne skyggen måske have været en måde for den lav-slungede dinosaurus at skjule sig for tidens skorpelige tyrannosaurier. Andre dinosaurier var flashere. Sinosauropteryx 's slik-sukkerrørshale var sandsynligvis et socialt signal, der blev brugt af disse dinosaurier til at kommunikere med hinanden, da de mødtes.
Denne type analyse afslører potentialet i det nye felt med fossilfarvning. Ved at rekonstruere længe mistede nuancer kan paleontologer opdage og undersøge gammel adfærd, der tidligere er skjult for synet.
Forskellige farver fortæller forskellige historier. Det mørke ovenfor, lys under mønster og striber af den hornede dinosaur Psittacosaurus kunne indikere, at dette dyr levede i et skovklædt levested med diffust lys, mens banditmasken og striberne af Sinosauropteryx muligvis kunne indikere en præference for mere åbne levesteder, hvor blanding var kritisk til ikke plukket ud af en større rovdyr. At dinosaurierne var kamuflerede siger ikke kun noget om, hvor de boede, men også om de farer, de stod overfor. ”Fossile farveundersøgelser giver virkelig en hidtil uset mulighed for at fortolke om adfærd og biologi fra fossilprotokollen, ” siger Colleary.
Sammenligning af melanosomforhold og kropskonturfjermorfologi i uddøde pingviner Inkayacu paracasensis (A og B) og repræsentative eksisterende pingviner (C og D). (Julia A. Clarke et al. / Science 330.6006) Paleontologi har altid været en tværfaglig videnskab på tværs af forskellige discipliner som anatomi og geologi. Undersøgelsen af fossil farve udvider feltet yderligere ud fra biokemi og avancerede billeddannelsesteknikker såvel som de mere traditionelle, morfologiske tilgange.
”Jeg tror, vi er nødt til at være åbne for, at dinosaurforskning ikke blot er knoglefundring længere, ” siger Vinther. ”Der er masser af fjerede dinosaurer og fuglefossiler, der stadig skal beskrives, så snart kan vi skrive Audubon Guide til kridte fugle og dinosaurier og vise, hvilke levesteder de boede i og måske snart vise mandlige og kvindelige fjederfrakker, som bestemt ville have varieret i mange dinosaur-arter. ”
Forskning fortsætter, men hvad der allerede er fundet rejser spørgsmål om, hvad der muligvis kan indsamles fra fossilprotokollen. ”Måske vil vi en dag finde ud af, at de havde sæsonbetinget fjerdragt, som farverige skærme til parringstiden, ” siger Vinther, “og hvis vi nogensinde finder bløddelsdinosaurier i højere breddegrader, som Australien, vil vi måske se nogle med hvidt fjerdragt under de kolde og snedækkede vintre. ”En sådan fund ville virkelig være en dinosaur i en anden farve.
