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近两个世纪以来，人们一直在努力想象伟大的已灭绝恐龙是什么样子的。 感谢现代古生物学和生理学，它们的形状、质量，甚至它们可能如何移动和互动都已被推断出来。 但是，关于它们外观最基本的问题之一，它们的颜色，似乎是无法解答的。
然而，一项新的研究提出了一些最早的细胞层面的线索。 通过从被称为黑色素体（含有色素化合物黑色素，并且在现代动物中仍然普遍存在）的原始色素细胞器中推断，这些黑色素体已在白垩纪时期化石化的恐龙羽毛中被发现，一个研究团队描绘了一幅深色翅膀和颜色鲜艳的条纹状红色尾巴的画面。 这项发现将在1月28日出版的《自然》杂志上详细介绍。（《大众科学》是自然出版集团的一部分。）
研究人员使用高功率扫描电子显微镜，检查了在中国东北部的热河群地质构造中发现的具有1.25亿年历史的羽毛。 其中一种被分析的动物，中华龙鸟，一种小型食肉恐龙，似乎尾巴上有深浅交替的条纹。 英格兰布里斯托大学脊椎动物古生物学教授、该研究的合著者迈克尔·本顿在周二于伦敦举行的新闻发布会上说：“至少在这种情况下，深色条纹是红褐色、姜黄色的。” “这是首次有人获得原始颜色的证据。”
一种普遍存在的色素
在古代恐龙和鸟类羽毛中发现这种色素并非始于恐龙挖掘，而是始于研究化石鱿鱼的实验室。 雅各布·文瑟，现在是耶鲁大学古生物学博士生，他没有参与这项新研究，他当时正在检查侏罗纪时期鱿鱼的保存下来的墨囊，他发现化石化的黑色素体与现代鱿鱼墨水中的黑色素体看起来完全相同。
这种相似性使他提出“在其他动物的其他类型的结构中也一定保存着黑色素体”。 他在一次电话交谈中说：“所以我说，‘看看鸟类羽毛会很有趣。’” 在这些化石化的羽毛中，他看到了完全相同的结构。
文瑟将他的发现告知了他的研究生导师后，被告知他只是发现了一种常见的细菌，这种细菌早已被人们知道存在于这些羽毛化石中。 但他并不信服。 在研究了具有已知颜色图案的羽毛后，他发现深色色素颗粒仅出现在黑色条纹所在的位置，并且在化石中，它们与单个羽丝完美对齐，这对于细菌来说是不太可能的排列。 2008年，文瑟和同事在《生物学快报》上发表了一篇论文，描述了这一发现，并在其中提出，“保存完好的黑色素体的发现开启了解释已灭绝鸟类和其他恐龙颜色的可能性。”
这些色素颗粒仍然留在化石化的羽毛中并不是什么幸运的巧合。 事实上，它们是羽毛化石化的原因，文瑟说：“你之所以有羽毛化石，是因为有色素。 所以如果你有一根白色羽毛，它就不会留下化石。”
至少对于研究这些古代颗粒的研究人员来说，似乎很幸运的是它们的形状。 本顿在新闻发布会上说：“我们非常幸运，黑色素体的每种色素都包含在不同形状的细胞器中。”
已经发现的黑色素体不再呈现其原始颜色，因为它们的化学性质在过去的数百万年中发生了变化。 但是研究人员仍然可以通过观察颗粒的大小和形状来确定已消失的色调，这些大小和形状与活体动物中的色调相对应。 那些呈香肠状的是黑色的，而较圆、较小的那些则负责红色、铁锈色。
谨慎的着色
尽管本顿和他的同事们已经提出了一些特定的着色模式，但文瑟并不相信古生物学家已经完全准备好拿起画笔。 目前尚不清楚不同的着色颗粒如何在组合中以及在羽毛的原始结构中起作用以产生可感知的色调。 他说：“我们正越来越接近给恐龙上色，” 但我们还没有完全做到。 尽管还需要更多的化石采样，但他表示，真正缺失的数据一直就在我们眼前：“我们需要更多地了解现代鸟类”，因为鸟类是活着的恐龙。
本顿和他的团队承认，尽管他们的论文旁边发表了艺术表现形式，但“我们不能肯定[这些是]所有的颜色，因为除了黑色素体之外，还有其他着色剂可能没有与化石一起保存下来，” 他说。 “黑色素是一种非常坚韧的蛋白质，” 本顿在新闻发布会上指出。 但其他着色颗粒可能无法在数百万年的时间里幸存下来。 已灭绝动物的艺术表现形式通常借鉴现存动物，考虑到它们栖息地的伪装以及可能的展示特征，因此，正如本顿指出的，艺术表现形式“并非完全是虚构的”。
文瑟和他的同事们继续寻找更多关于颜色的线索。 通过研究黑色素体在最近的羽毛中的排列结构，他们能够推断出羽毛何时具有虹彩，为某些表面增添了另一层光泽，甚至紫色、蓝色和绿色。 在2009年发表在《生物学快报》上的一篇论文中，该团队描述了他们根据这些结构在始新世中期化石化的羽毛上发现的虹彩的证据，但更古老的鸟类和恐龙羽毛尚未产生任何闪亮的线索。
鉴于这些细胞器的普遍性，它们在化石化羽毛中的发现很可能会开启新一轮的颜色研究热潮。 文瑟说：“我们绝对可以利用它来观察皮肤。” 然而，正如本顿指出的那样，尽管色素沉着在今天的爬行动物和鱼类鳞片中很普遍，但在恐龙化石中发现有机物质的遗迹是不寻常的。 我们对它们皮肤的了解通常是从周围材料中留下的印记中推断出来的，这些印记不会包含预测颜色所需的细胞器。
色彩斑斓的线索
与此同时，即使只能为某些长羽毛恐龙和早期鸟类的翅膀和尾巴着色，也将有助于研究人员推断出更多关于已灭绝动物的生态和行为的信息，以及其他生理细节，例如视觉。 正如文瑟指出的那样，“如果你在这些动物身上发现引人注目的颜色，那么你就知道它们有比黑白看到更多颜色的能力。”
除了颜色之外，早期白垩纪恐龙中黑色素体的存在有助于证实某些恐龙中存在原始羽毛，有些人认为这些原始羽毛只是结缔组织。 他们研究的中华龙鸟，是最早拥有羽毛状结构的中华龙鸟之一，本顿将其描述为“沿着头部、背部和尾巴有一圈非常清晰的羽毛边缘”。
这些装饰物不是现代意义上的羽毛，例如现代火鸡和孔雀身上的羽毛。 本顿说：“这些是非常简单的结构。” “它们有点像刚毛”，长度为4到10毫米。 但这些朴素的刚毛“确实是羽毛”，他说。
本顿指出：“就羽毛的进化顺序而言，我们现在可以说它们最初是简单的刚毛。” 如果是这种情况，这将支持这样一种观点，即即将变成羽毛的结构最初并非为了飞行而进化，而是为了展示目的而进化。 “那是一种展示功能，” 本顿说。 “显然不是为了飞行。”