本周出版的《自然》（NATURE）雜志以Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds（黑色素體化石及白堊紀恐龍與鳥類的顏色）為題介紹由中國,、英國和愛爾蘭等三國科學家（張福成，Stuart L Kearns,，Patrick J Orr,，Michael J Benton，周忠和,，Diane Johnson,，徐星，汪筱林）共同完成的一項研究成果,。他們報道了在中國熱河生物群的鳥類和帶毛的恐龍中發(fā)現(xiàn)的兩種黑色素體,。這一工作代表了古鳥類和恐龍研究取得的一項最新進展，為科學復原古生物的顏色提供了依據(jù),，也為羽毛起源,、鳥類起源及鳥類與恐龍的系統(tǒng)關系的研究提供了新的證據(jù)。
該研究主要包括以下三方面的科學意義：第一,，首次科學驗證了一些恐龍（如中華龍鳥,、中國鳥龍等）的纖維狀“毛”狀結(jié)構(gòu)與鳥類羽毛的同源性，即同屬皮膚衍生物,，而不是皮膚內(nèi)的纖維,；這一發(fā)現(xiàn)傾向支持鳥類起源于恐龍的假說；第二,，首次為復原帶毛恐龍身體的顏色提供了科學根據(jù),，同時也是第一次對熱河生物群的鳥類的羽毛顏色復原提供了證據(jù)；第三,，這項成果為從微觀的層次研究羽毛的起源和演化開辟了新的途徑,；也為依靠電子顯微鏡技術、地球化學手段以及通過古生物學與現(xiàn)代細胞生物學及現(xiàn)代生物化學的學科交叉,，研究當時的古環(huán)境及埋藏學等探索了新的途徑,。
對生活在1.3-1.2億年前的熱河生物群的各類古生物的研究是當前國際古生物界的熱點之一。十多年來中外科學家依據(jù)這些生物發(fā)表了一系列的高質(zhì)量論文,。其中對恐龍和古鳥類的研究更是集各關鍵和難點問題于一體,，爭論頗多。這主要涉及到鳥類的起源,、鳥類與恐龍的系統(tǒng)關系,、羽毛的起源及飛行的起源等問題。其中有關一些帶毛恐龍的“毛”狀結(jié)構(gòu)究竟是皮膚外的皮膚衍生物還是皮膚內(nèi)的纖維組織的爭論尤為關鍵,。無庸置疑,，近年來發(fā)現(xiàn)于中國的帶毛恐龍是鳥類起源于獸腳類恐龍學說復興的最重要證據(jù)之一。但是,，伴隨著帶毛恐龍的發(fā)現(xiàn),，對這些“毛”的性質(zhì)也質(zhì)疑不斷，有些人認為一些其中的一些細絲狀的結(jié)構(gòu)并不屬于恐龍皮膚外的結(jié)構(gòu),，而是皮膚內(nèi)的纖維,；如果這個結(jié)論成立，這將在根本上否定鳥類的羽毛與恐龍的絲狀“毛”狀物的同源關系,，也將動搖鳥類起源的獸腳類恐龍學說的一個重要基石,。本研究首次在亞細胞水平上證明了恐龍的絲狀毛屬于皮膚衍生物，而不是皮膚內(nèi)的纖維,；因為在這些帶毛的恐龍的“毛”中找到了與鳥類羽毛類似的黒色素體,，而黒色素體并不存在于皮膚內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)。
地球中擁有的各種無脊椎動物,、脊椎動物和植物等化石常會使人們聯(lián)想到幾百萬年,、幾千萬年、甚至數(shù)億年前的大自然也同樣擁有一個色彩斑斕的生命世界,。實際上,，雖然這可能是個事實，但這種推斷長期缺乏科學根據(jù),。以往科學家和藝術家所描繪的各種精美的古動物彩色復原圖也僅是建立在“將近論古”的推測中,，鮮有化石的實證。而本周《自然》報道的古鳥類和恐龍皮膚衍生物中存在的黑素體,，首次證明生活在1.25億年前的一些古鳥類和帶毛的恐龍均具有“色彩斑斕”的基礎,。科學家們在這些化石中發(fā)現(xiàn)了兩種黑色素體,，一種為真黑色素,，另外一種為褐黑色素；后者為在化石中的首次發(fā)現(xiàn),。這兩種物質(zhì)均在現(xiàn)生鳥類的羽毛中存在,。根據(jù)和現(xiàn)代鳥類的對比，他們推測,，這些帶毛的恐龍和古鳥類的身體已經(jīng)具有以灰色,、褐色、黃色及紅色為主要色彩的基礎,。如果假設上述色彩可能產(chǎn)生不同比例的組合,，那么1.25億年前的鳥類和恐龍是否已經(jīng)能如同今天的鳥類一樣五顏六色、姹紫嫣紅…,？
在以往的早期羽毛等皮膚衍生物的工作中,，主要憑借肉眼和光學顯微鏡等手段進行細胞、組織水平以上的形態(tài)學研究,。而本項研究主要是通過電子顯微鏡和能譜等技術,，開創(chuàng)了研究1.25億多年前細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)——黑色素體的先河,，為今后從微米水平上進行類似的細胞、亞細胞結(jié)構(gòu)的古生物研究奠定了基礎,，并為從微觀水平上研究當時的古環(huán)境和埋藏學提供了新的手段,，促進了古生物學與現(xiàn)代生物學的交叉與融合，以形成新的學科增長點,。
據(jù)科學家們介紹,，限于化石保存等因素，對滅絕動物的顏色的復原是一項十分復雜的工作（參見背景資料）,，這一項研究所提供的也只是一個初步的結(jié)果,。要準確完全復原滅絕動物的顏色還需要大量的后續(xù)的研究工作。（生物谷Bioon.com）
有關恐龍羽毛研究：
Nature：中國發(fā)現(xiàn)孔子天宇龍 帶有最原始羽毛
PNAS：最古老羽毛早期演化研究
Nature：發(fā)現(xiàn)世界上最早的帶毛恐龍
Nature：中國科學家發(fā)現(xiàn)恐龍新物種 長相酷似始祖鳥
生物谷推薦原始出處：
Nature advance online publication 27 January 2010 | doi:10.1038/nature08740
Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds
Fucheng Zhang1, Stuart L. Kearns2, Patrick J. Orr3, Michael J. Benton2, Zhonghe Zhou1, Diane Johnson4, Xing Xu1 & Xiaolin Wang1
1 Key Laboratory of Evolutionary Systematics of Vertebrates, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences, PO Box 643, Beijing 100044, China
2 Department of Earth Sciences, University of Bristol, Bristol BS8 1RJ, UK
3 UCD School of Geological Sciences, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland
4 Planetary and Space Sciences Research Institute, The Open University, Walton Hall, Milton Keynes MK7 6AA, UK
Spectacular fossils from the Early Cretaceous Jehol Group1, 2 of northeastern China have greatly expanded our knowledge of the diversity and palaeobiology of dinosaurs and early birds, and contributed to our understanding of the origin of birds, of flight, and of feathers. Pennaceous (vaned) feathers and integumentary filaments are preserved in birds3, 4, 5 and non-avian theropod dinosaurs6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, but little is known of their microstructure. Here we report that melanosomes (colour-bearing organelles) are not only preserved in the pennaceous feathers of early birds, but also in an identical manner in integumentary filaments of non-avian dinosaurs, thus refuting recent claims13, 14, 15, 16 that the filaments are partially decayed dermal collagen fibres. Examples of both eumelanosomes and phaeomelanosomes have been identified, and they are often preserved in life position within the structure of partially degraded feathers and filaments. Furthermore, the data here provide empirical evidence for reconstructing the colours and colour patterning of these extinct birds and theropod dinosaurs: for example, the dark-coloured stripes on the tail of the theropod dinosaur Sinosauropteryx can reasonably be inferred to have exhibited chestnut to reddish-brown tones.
