现在的鸟儿羽毛颜色变化多端,远古时期鸟儿的羽毛什么颜色?
中科院南京地质古生物研究所副研究员泮燕红与中科院古脊椎动物与古人类研究所院士周忠和、山东临沂大学教授郑晓廷、美国北卡罗莱纳州立大学教授Mary Schweitzer通过研究证明,1.3亿年前的始孔子鸟羽毛化石中的确存在β角蛋白和色素体。这为远古鸟类羽毛颜色的还原提供了依据,或许还能揭开鸟儿为什么会飞的秘密。
这一项研究,22日在线刊登在《美国科学院院报》上。
现代快报/ZAKER南京记者 胡玉梅
羽毛为何这么美? 科学家的好奇心催生一项新研究
“为什么1.3亿岁的始孔子鸟化石,羽毛保存那么完好?”
在我国,目前发现的最早的鸟化石当属始孔子鸟,距今约1.3亿年,发现于我国河北省丰宁地区。
1.3亿年前,始孔子鸟的牙齿已经完全退化,发育了角质喙,它也是最早具有角质喙的鸟类。和一般的鸟化石不同,河北丰宁的始孔子鸟化石,不仅古老,羽毛还保存得特别精美。
“始孔子鸟早已经灭绝了,论大小的话,和现在的鸡一般大小。”泮燕红告诉现代快报记者。让泮燕红感到好奇的是,这只距今1.3亿年的鸟儿,为什么羽毛能够保存那么好?一般来说,动物死亡后皮肤、羽毛就会被分解。这只始孔子鸟是不是有非常特殊的保存方法?
为了揭开始孔子鸟羽毛保存精美的秘密,泮燕红对它开始了研究。
和鸡羽毛对比 始孔子鸟也有相似β角蛋白和色素体
在现实生活中,哺乳动物的毛发和指甲,绝大多数含有α和β角蛋白。而鸟儿的羽毛中,只有β角蛋白,不见α角蛋白。
β角蛋白是什么?泮燕红解释说,它是一种纳米级的分子结构。
借助扫描电镜、透射电镜,以及免疫荧光、免疫电镜等,泮燕红他们在始孔子鸟化石中选取8处羽毛化石,和现在的鸡羽毛进行对比研究分析。为什么选择鸡?泮燕红说,鸡也是鸟的一种,相比其他鸟类而言,鸡的羽毛相对好采集。
泮燕红他们逐一对比始始孔子鸟和鸡的羽毛,通过分析超微结构、生化反应、色素体元素能谱分析等,科学家们发现1.3亿年前的始孔子鸟羽毛超微结构和鸡的羽毛非常相似。“始孔子鸟和这些鸡的超微结构排列非常有趣,内部都是色素体,外面都是β角蛋白。”
由于以往报道过的含有β角蛋白的化石标本的时代都来自晚白垩世(不早于7500万年前),因此这项研究把β角蛋白能够保存的时代往前推进了至少5000万年。
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就在β角蛋白?
事实上,对于远古时期鸟儿羽毛化石上是不是有的存在色素体,古生物学家们内部也曾经有争议。有科学家认为是色素体,有的认为是微生物细菌。这次,泮燕红他们通过研究,证实远古鸟类羽毛化石中的确保存有色素体。“鸟的羽毛颜色和色素体有一定的关系。被证实了色素体存在后,将来通过更细致的研究,就真的可以把远古时期鸟儿的羽毛颜色恢复起来。”
有科学家认为,β角蛋白和鸟类飞行有一定的关系。鸟类是一出现就会飞,还是羽毛中β角蛋白序列进化后才会飞?对此,泮燕红说,这是个很有意思的课题,有机会的话要进一步深入研究。