研究人員利用保存下來的殘留金屬來繪制早起鳥類化石中的色素圖案
藝術家們想象的圣賢孔子鳥的色素著色的圖案,，其中圖片版權歸以下個人和組織所有：曼徹斯特大學的R. Hartley; 黑山地質研究院(Black Hills Institute)的T. Larson; G. Stewart; 美國斯坦福直線加速器中心國家加速器實驗室.
【towersimper注：本文為譯文，有部分改動,，僅用作研究之用,，不得用作商業(yè)開發(fā)，轉載請標明翻譯者towersimper,，原文來自Megan Scudellari, The Scientist, "Color by Number Fossils", June 30, 2011】
已知最古老的有喙鳥(beaked bird)擁有深黑色的身體,，深黑色的頸部，和沿著它的羽毛產(chǎn)生的引人注目的圖案,。
這篇研究論文[1]“Trace metals as biomarkers for eumelanin pigment in the fossil record (微量金屬作為化石記錄中的真黑色素的生物標記)”于2011年06月30 日在線發(fā)表在Science雜志上,，也是第一次繪制出微量金屬在化石中的分布，從而重構色素圖案,。這些發(fā)現(xiàn)表明色素化學組成可能是填充史前色彩調色板的關鍵,，從而可能為古老物種和顏色在進化中所扮演的角色提供大量信息。
曼徹斯特大學的一名古生物學家Phillip Manning說,，“這遠不只是顏色方面的研究”,，“我們正在繪制1.2多億前的有機體中存在的生物化學途徑”。
耶魯大學的一名古生物學家Jakob Vinther (為參與該項研究)說,，“這真是一份很好的研究”,，“這是對其他分析方法的一個極好的補充，因為他們能夠以一種破壞性非常少的方式研究整個有機體中的黑色著色的程度,。”
2010年,，兩個研究小組，包括耶魯大學的Vinther和他的同事們,，通過分析黑色素體(melanosome)的結構[2]來推算顏色的方式重構了恐龍化石羽毛的顏色圖案[3],。黑色素體是含有色素的細胞器，如同生物涂料罐一樣,，保存在很多化石中,。這一過程已經(jīng)為恐龍和早起鳥類提供一些色素信息，但是它的應用范圍局限于與僅有的兩種黑色素體結構相關聯(lián)的那些色素,，另外這一過程還要求移除和破壞來自化石中的小樣品,。
Manning與來自曼徹斯特大學的Roy Wogelius和來自位于加利福尼亞州的美國斯坦福直線加速器中心國家加速器實驗室(SLAC National Accelerator Laboratory)的Uwe Bergmann一起決定看看在不依賴黑色素體存在的情況下化石中是否存在殘留的色素。他們特定地尋找微量的金屬,，因為金屬元素經(jīng)常整合進黑色素(melanin)中,，而黑色素是在整個植物和動物世界(包括人類皮膚)中發(fā)現(xiàn)的一種重要性的色素分子。
通過使用美國斯坦福直線加速器中心提供的X射線技術,，研究小組掃描了已滅絕的鳥類的全部化石---不用對它們取樣或破壞它們---并且檢測微量金屬(包括銅,、鎳、鋅,、鐵以及更多)的化學殘余量,。Manning說,，“無論哪種存在于化石中，只要我們以某種特定的能量激發(fā)這種原子,，我們就能將它繪制出來”,。如研究人員通過使用斯坦福同步加速器輻射光源(Stanford Synchrotron Radiation Lightsource)提供的快速掃描X射線熒光技術來分析一塊1.2億年前的圣賢孔子鳥(Confuciusornis sanctus)化石。
銅元素是在不同樣品中有著最顯著性的分布的微量金屬之一,。銅與黑色素的最常見形式真黑色素(eumelanin)結合在一起,，而真黑色素也是造成包括人類在內的很多現(xiàn)代物種深黑色頭發(fā)和棕黃色眼睛中的棕黃色或黑色著色的原因?；阢~的存在,，研究小組已能夠確定迄今記錄在案的最古老的帶有鳥喙的圣賢孔子鳥中的真黑色素圖案，同時也確定了在中國甘肅發(fā)現(xiàn)一種最古老的代表著產(chǎn)生現(xiàn)代鳥類的祖先世系的甘肅鳥(Gansus yumenesis)的真黑色素圖案,。這個研究小組也根據(jù)來自于活的有機體上的組織(如魚,、鳥類羽毛和烏賊墨囊)對他們的技術進行修正。
銅(淺色的區(qū)域)揭示一種古代鳥的頸部和身體上的深黑色色素
Manning說,，盡管他們已能夠繪制深黑色色素的分布圖案，科學家們迄今仍然不能診斷出真正的顏色,。他補充道,，然而，隨著研究的進展,，利用X射線技術,，科學家們可能能夠追蹤出其他的化學物信號，從而確定更多的化石著色,。
1. R.A. Wogelius, et al., “Trace metals as biomarkers for eumelanin pigment in the fossil record,”Science, doi:10.1126/science.1205748, 2011.
2. Quanguo Li et al., "Plumage Color Patterns of an Extinct Dinosaur", Science, 12 March 2010: 327(5971), Page:1369-1372, DOI: 10.1126/science.1186290.
3. Fucheng Zhang et al., "Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds", Nature 463, 1075-1078 (25 February 2010) | doi:10.1038/nature08740.
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