https://frosthead.com

Värviline sulestik algas sulgedega dinosaurustega

Mis värvi olid dinosaurused? Muuseumid, filmid ja maalid annavad meile erksa pildi hiiglaslikest sisalikest helerohelistes, kollastes, lillastes ja sinistes toonides. Kuid tõsi on, et dinosauruste värv on natuke mõistatus. Paleontoloogid, nagu Julia Clarke Austini Texase ülikoolist ja teised, üritavad seda mõistatust lahendada, kasutades ühte maailmas kõige tavalisemat looduslikku värvi pigmenti: melaniini.

Seotud sisu

  • Teadlased töötavad välja meetodi fossiilide värvi määramiseks
  • Drab-emaslinnud olid kunagi sama vilgas kui nende isased semud
  • Tegelikult polnud dinosaurustel ilmselt kõigil sulgi
  • Kas kõigil dinosaurustel olid suled?
  • Teadlased avastavad hiiglasliku sulgedega türannosaurus
  • Lindude tekkimise jälgimine

Hiljutises ajakirjas Nature tehtud uuringus soovitavad Clarke ja tema kolleegid, et sulgedega dinosaurused süstisid antiikmaailma mitmesuguseid värve - vähemalt värvi, mis pärineb melaniinist. Teadlaste arvates oli selle värvisordi ilmumine dino-sulestikus muistsete loomade energia ladustamise ja kasutamise muutuse kõrvalmõju. Leiud mõjutavad seda, kuidas paleontoloogid rekonstrueerivad seda, kuidas need ja teised dinosaurused välja nägid.

Melaniin vastutab inimeste tumedama nahavärvuse, sisalike tumedamate laikude või triipude ja lindude tumedamate sulgede värvide eest. Pisikesed pakendid meie rakkudes, mida nimetatakse melanosoomideks, sisaldavad melaniini. Inimestel ja lindudel vastab nende melanosoomide kuju melaniini erinevatele keemilistele vormidele ja seega ka erinevatele värvidele. Näiteks, punased toonid pärinevad ümaratest melanosoomidest ja hallid toonid pärinevad pikkadest ja kõhnatest melanosoomidest. Melanosoome on mitmesuguse kuju ja suurusega ning need vastavad laiemale värvivalikule.

Lindudes leiduvad mitmekujulised melanosoomid panid teadlasi - eriti paleontolooge - mõtlema, kas sarnaseid melanosoome leidub ka iidsetes lindudes ja suleliste dinosaurustena, mis on tänapäevaste lindude esivanemad. Õnneks leidus mõnda fossiilset leidu Nende hulka kuuluvad kivistunud suled ja suure võimsusega mikroskoobiga näevad teadlased nendes kivistunud sulestikes säilinud melanosoomi struktuure.

Ilma tänapäevase fossiilide võrdluseta kasutavad teadlased tänapäevastes lindudes melanosoomide kujundeid, et anda näpunäiteid selle kohta, milliseid värve konkreetne sulgedega dinosaurus või väljasurnud lind võis sportida. "See on meie jaoks nagu tööriistakomplekt, " selgitab Clark. Seda tehnikat kasutades on Clarke ja tema kolleegid Ohio Akroni ülikoolist ja Hiina geoteaduste ülikoolist seostanud fossiilide melanosoomide kuju iidsete kivistunud lindude ja sulgedega dinosauruste punaste, hallide, mustade või sillerdavate toonidega.

Kuid Clarke'i meeskond teadis, et kivistunud melanosoome tuleb rohkem paljastada. Teadlased ei olnud vaadelnud melaniini värvust millegi kaugemal kui a vähesed imetajad, linnud ja suled uurijad tahtis teada saada, kas melanosoomi kuju kogu loomariigi spektris, nii väljasurnud kui elavana, võiks valgustada, kui pigmentide pakkide kujundid sellise mitmekesisuse ilmutamiseks arenesid. Selle aja kindlaksmääramine annaks neile tugeva tõendi, millal dinosaurused värvisid erinevaid värve.

Kivistunud fuzz-kaetud dinosauruste nimega <em> Beipiaosaurus </em> melanosoomid ei sisalda palju kuju mitmekesisust, samas kui kivistunud lind näitab kõhnaid melanosoome, mis on seotud elusate imetajate ja lindude hallide värvidega. Kivistunud fuzz-kattega dinosauruste nimega Beipiaosaurus melanosoomid ei näita palju kuju, samas kui kivistunud lind näitab kõhnaid melanosoome, mis on seotud elusate imetajate ja lindude hallide värvidega. (Pilt: Clarke jt)

Meeskond asus proovima 181 elusalt imetajalt, kilpkonnalt, sisalikult, krokodillilt ja linnult pärit juuste, naha ja sulgede proove. Hiinas uurisid nad fossiile 13 sisalikust, kilpkonnast, dinosaurusest ja lendavatest roomajatest, keda kutsuti pterosaurusteks, kõik kriidiajastu ja juura perioodil, umbes 200–66 miljonit aastat tagasi. Kivistunud proovid ulatusid konserveeritud sulgedest nahapaikudeni kuni loomade hägusate hõõgniitideni, mis mängisid naelu, mis polnud päris suled.

Seejärel kasutasid uurijad skaneerivat elektronmikroskoopi nende iidsete struktuuride melanosoomide visualiseerimiseks. Nad vaatasid, millist tüüpi keha (iga päev väljasurnud ja elusad) melanosoome katvad kehad - nahk, karv, udusulg või suled - mõõtsid nende kuju erinevusi erinevatel loomaliikidel: lind, imetaja ja roomaja.

"Kui vaadata elavaid sisalikke, kilpkonni ja krookuseid, on melanosoomi kuju väga väike, " ütleb Clarke. “Teil võivad olla väga sarnased, ainult väga peenelt erineva kujuga melanosoomid pruunis versus must versus hallitooniline sisalik.” Ja iidsetest kilpkonnadest ja sisalikest ei muutunud palju kaasaegseteks - kivistunud sisaliku menalosoomid ja kilpkonnajäägid näevad ka liiga sarnased välja ja neid ei saa kasutada ennustamaks, mis värvi loomad võisid olla.

Kuid sulelised dinosaurused, täpsemalt esimesed maniraptorite dinosaurused, mis ilmusid Maal umbes 150 miljonit aastat tagasi ja millest lõpuks said linnud, moodustasid melanosoomi kuju suurima mitmekesisuse. Huvitav on see, et hägusad dinosaurused - need, millel on kiuslikud hõõgniidid ja protofeedid - eelnesid evolutsiooniliselt nende sulgedega vendadele, kuid nad ei näita ka melanosoomi kuju mitmekesisust. "Ainult sulgede päritolu korral näete melanosoomi kuju mitmekesisuses tohutut plahvatust, " ütleb Clarke.

Selle melanosoomi kujuga vahemikuga kaasnes tõenäoliselt melaniini värvuse mitmekesisuse plahvatus. See ei tähenda et iidsed sisalikud, kilpkonnad ja soomuste või lihtsalt niitidega dinosaurused polnud värvikad. Võib-olla on nad oma värvi lootnud lihtsalt erinevatele pigmentidele, selgitab Clark.

Kummalisel kombel jagavad imetajate karvad ja tänapäevased linnusulmad seda mitmekesisust melanosoomi kujul, hoolimata sellest et nad on täiesti sõltumatud loomaperekonnad . Molekulaarsel tasandil teevad imetajad ja linnud melaniinipõhiseid värve isegi täiesti erineval viisil. Sellest hoolimata näib, et nad mõlemad arendasid seda melanosoomi mitmekesisust iseseisvalt.

Miks aga areneksid melanosoomid suleliste dinosauruste puhul erineva kujuga ja mitte varem? Clarke ja kolledžid väidavad, et vähemalt suleliste dinosauruste puhul on mitmesuguseid melanosoomi kujusid võib-olla on sellel olendite füsioloogiaga midagi pistmist. Vihjeid selle kohta, mis see võib olla, joonistab Clarke uuesti esivanemate suhetest sulgede dinosauruste ja lindude vahel.

Teadlane on täheldanud geneetilist seost melanosoomide valmistamise ja selle kaudu, kuidas linnud energiat reguleerivad - eriti kanades on rasvade hoidmises osa geene, mis määravad melanosoomide kuju. Selle põhjal arvavad teadlased, et geneetiline muutus, mis oli seotud sellega, kuidas sulelised dinosaurused reguleerisid oma kehas energiat, võisid tahtmatult põhjustada muutuse melaniini tootmises.

Kui see on tõsi, oleks see hea näide pleiotroopiast, kus üks geenikomplekt võib mõjutada näiliselt seosetuid jooni - nähtust, mis on bioloogilises maailmas üsna tavaline. Praegu oleme siiski ühe sammu lähemal dinosauruste keerukust reguleerivate reeglite mõistmisele.

Värviline sulestik algas sulgedega dinosaurustega