早在第一批鸟类拍打翅膀和飞舞之前，翼龙就已翱翔天空。这些皮革翅膀的爬行动物，身体覆盖着古生物学家称之为丝状原羽丝（pycnofibers）的细丝，是第一批真正飞行的脊椎动物。现在，专家们开始认为翼龙和鸟类之间的共同点比之前假设的更多：一块来自巴西的保存精美的化石不仅暗示翼龙奇特的细丝可能是真正的羽毛，而且还表明这种羽毛的颜色可能像任何现代巨嘴鸟或唐纳雀一样绚丽多彩。
这块化石于周三在《自然》杂志上发表的一项新研究中进行了描述，是一种名为帝王图潘达克actyl翼龙（Tupandactylus imperator）的翼龙，发现于巴西克拉托地层（Crato Formation）的早白垩世石灰岩中。“这件标本最引人注目之处——当你看到它时会非常明显——是它保存了大量的软组织，”该研究的合著者，爱尔兰科克大学的古生物学家玛丽亚·麦克纳马拉说。
这件标本的历史模糊且复杂。目前尚不清楚是谁发现了这块化石，或者他们何时发现的，但它最终落入了一位私人收藏家手中，后来被赠予比利时皇家自然科学研究所。新研究的主要作者奥德·辛科塔（Aude Cincotta），现任职于比利时研究所，表示，当时古生物学家埃迪奥-恩斯特·基什拉特“被联系以寻求与巴西当局和巴西驻布鲁塞尔大使馆达成正式协议。2021年10月，该研究所与巴西大使馆签署了一项协议，将化石归还巴西，并于今年2月运抵里约热内卢的地球科学博物馆。
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自1942年以来，在巴西未经授权挖掘化石和私人拥有此类化石都是非法的，克拉托地层在1942年之后才开始开采，巴西ABC联邦大学的古生物学博士生罗德里戈·佩加斯（Rodrigo Pêgas）说，他没有参与这项新研究。最近，古生物学界也因其他化石出现了类似的问题：2020年一项关于来自同一地层的带羽毛恐龙的研究在曝光该标本可能被走私出巴西后被撤回。《帝王图潘达克actyl翼龙（Tupandactylus）》新研究的作者在论文的报告摘要中指出了该化石背景不明的情况。
帝王图潘达克actyl翼龙（Tupandactylus imperator）化石软组织中黑色素体的扫描电子显微照片。图片来源：《自然》杂志在线发表于2022年4月20日的奥德·辛科塔等人撰写的“翼龙黑色素体支持早期羽毛的信号功能”
无论这块翼龙化石背后的故事如何，从私人手中转移到博物馆的安全场所最终使其得以被描述。麦克纳马拉说，最初，她和她的同事研究这件标本的目的是为了识别其保存非常清晰的软组织的细节。她指出，研究人员不一定在寻找颜色的线索，但她说他们“很高兴”以称为黑色素体的微观结构的形式发现了这样的证据。
自2008年以来，古生物学家一直在借助黑色素体来研究化石恐龙、翼龙和其他生物的颜色。黑色素体的形状和密度，以及它们在皮肤、羽毛和其他组织中的分布，有助于产生生物学家所知的结构色：色调范围从铁锈红色到油污彩虹色，并且是由光线与羽毛相互作用的方式产生的。（然而，这些结构只能提供动物颜色的一部分信息，因为许多色调是化学产生的。）麦克纳马拉和她的合著者在帝王图潘达克actyl翼龙（Tupandactylus）的皮肤和沿着其头骨的两种类型的蓬松的羽毛状丝状结构中发现了不同的黑色素体形状，这意味着每种结构中的颜色彼此不同。
古生物学家最近对早期关于哪些黑色素体形状产生哪些特定色调的假设提出了质疑。“在我们研究的翼龙中，我们没有试图推断产生的颜色，”麦克纳马拉说。尽管如此，她指出，在两种不同的丝状类型中，黑色素体的形状是不同的——无论它们被解释为丝状原羽丝还是羽毛——这表明色调有所不同，分支的丝状结构可能比未分支的丝状结构颜色更浅。
尽管古生物学的这个领域仍然很新，但之前的翼龙研究仅在其组织中发现了同质的黑色素体形状。这暗示那些翼龙要么是颜色均匀的，要么是依靠化学产生的颜色来增加额外的色调。帝王图潘达克actyl翼龙（Tupandactylus）在皮肤和丝状类型之间具有不同的黑色素体形状的发现，证明了这种翼龙在早白垩世时期穿着着不同的颜色调色板，这是鸟类和其他带羽毛恐龙的共同特征。麦克纳马拉说，随着它们的进化，“翼龙能够像兽脚亚目恐龙和鸟类一样，通过改变黑色素体的形状来调整其羽毛的颜色。”
颜色对于动物来说极其重要，其作用范围从伪装到交流。麦克纳马拉和她的合著者提出，白垩纪翼龙的不同色调在社会信号传递中发挥了作用，这可以传递动物的健康状况、年龄、性别、交配准备情况以及其生物学的其他重要方面。“如果一些翼龙确实具有复杂而色彩鲜艳的图案，那么，是的，这有力地证明了它在社会信号传递中发挥了作用，”佩加斯说，他补充说，他们期待其他研究人员测试和证实这篇新论文的结果。
关于翼龙的绒毛是真正的羽毛还是类似羽毛的丝状原羽丝，学术界也存在一些争论。麦克纳马拉就她个人而言，她说毫无疑问，帝王图潘达克actyl翼龙（Tupandactylus）和其他翼龙的这些细丝是羽毛。她和她的合著者引用的主要证据是，来自巴西的化石既有简单的细丝，也有沿着其长度分支的羽毛状结构，这是仅在恐龙羽毛中看到的特征。
如果翼龙和恐龙都长有羽毛，并且如果这些羽毛具有用于视觉交流的可变色调，那么这些特征要么在每个分支中独立进化，要么可以追溯到这两个群体的共同祖先——生活在三叠纪早期（超过2.43亿年前）的爬行动物。“我们认为恐龙和翼龙的共同结构反映了共同的祖先，”麦克纳马拉说。同样，这些发现也为关于某种羽毛或羽毛前体存在于这些三叠纪爬行动物中的假设提供了支持，暗示比古生物学家预期的更多翼龙和恐龙身上覆盖着羽毛状的身体覆盖物。佩加斯指出，尚未发现来自三叠纪恐龙和翼龙的皮肤印痕、羽毛或其他身体覆盖物来验证这一假设。古生物学家才刚刚开始揭开彩色绒毛和绒毛的深远历史，这一研究方向将使专家们深入研究爬行动物时代的早期。