https://frosthead.com

צבעי הדינוזאורים פותחים חלון חדש לחקר העבר

ב -9 בדצמבר 1833 שלח אספן המאובנים האנגלי אליזבת פילפ מכתב ל חוקר הטבע ויליאם בקלנד. בנוסף לבקשת הגב של כמה חוליות של זוחל ימי שקילם בקלנד, פילפ גם כלל הערות לטיול לאחרונה עם כלב מאובנים צעיר למעלה - הפליאונטולוגית החלוצית מרי אנינג. אך מה שהפך את השטר למיוחד היה איור שפילפ צירף למכתב. זה תיאר את חיוכו השיניים של גולגולת איצ'יוסאורוס, שנמשך אחרי אחד מהמאובנים הרבים שכאלה שמצאו פילפוט, אחיותיה ואנינג בסלעים העתיקים של החוף הדרומי של אנגליה. וזה לא נמשך בשום דיו רגיל. גווני הספיגה היו עשויים דיו משומר של יצור דמוי דיונון שנמצא באותם משקעים כמו האיכוזיאור, שהחודש לאחר 200 מיליון שנה.

על פני השטח, נראה שציורו של פילפוט יהיה רק ​​כתחבולה מאובנת של מאובנים. בשנת 2009 רישום נוסף שיצר דיו עתיק הוביל לתשומת לב מחודשת לעובדה המפתיעה כי עקבות של צבע פרהיסטורי עשויים להימשך עד המאה ה -21. אך העובדה שאפשר לשחזר גוונים קדומים כאלה בכלל פותחת תחום של אפשרות מדעית. עם הדגימות הנכונות, מומחים יכולים להתחיל לצבוע את תיעוד המאובנים.

לפעמים ניתן לראות גוונים קדומים בעין בלתי מזוינת. "חוקרים ידעו על דפוסי צבע חרקים מאובנים ודפוסי צבע רכיכות כל הדרך חזרה לתקופה הוויקטוריאנית", אומר הפליאוביולוג מאוניברסיטת בריסטול, יעקב ווינטר. אבל זו האפשרות לפתוח את צבעי הדינוזאורים שתפסו את דמיונם של המומחים והציבור כאחד.

במשך כמעט כל ההיסטוריה של הפליאונטולוגיה, לא הייתה שום דרך לדעת אילו גוונים דינוזאורים לבשו בפועל. אולי, בנסיבות חריגות, מאובן עשוי לשמר כמה רקמות רכות המציגות כתמי עור בהיר וכהה או שזירה מפוספסת, אך הצבעוניות הממשית בחיים של בעלי החיים נחשב זמן רב מעבר להישג ידה של זיהוי. עם זאת, תגליות כמו השימוש של פילפוט בדיו ישנות מאוד העידו כי לחישות צבע עשויות לשרוד אחרי הכל. הודות לשילוב של שימור עדין וטכנולוגיית הדמיה מתקדמת, המאפשרת לחוקרים לראות את הפרטים המיקרוסקופיים של מאובנים, פליונטולוגים לומדים יותר מתמיד על לוח הצבעים המזוזואי.

מיקרופרטור שחזור של הדינוזאור הפרבי הקדום הקדמון, Microraptor, עם צבע להסיק. (Quanguo Li et al. / Science 335.6073)

המפתח הביולוגי לפתרון חידת הצבע מסתכם במבנים זעירים הנקראים מלנוזומים. אלה הם אברונים זעירים ועמוסים המכילים פיגמנט, או מלנין, ונמצאים ברקמות רכות כמו עור, קשקשים ונוצות. ובעוד פרטים אלה הושלכו לרוב כחיידקים מאובנים בעשורים האחרונים, המאמצים המחודשים במאה ה -21 הצליחו למצוא את הקשר בין מבנים וצבעים זעירים אלה.

מאובן הדומה לזה שיצר השראה לתפאורה של פילפוט וינתר, כיום באוניברסיטת בריסטול, על שביל הצבעים המאובנים בשנת 2006. שק הדיו של דיונון מאובן שאותו וינתר למד הכיל מלנוזומים לאחר 200 מיליון שנה. ואם ניתן היה למצוא אותם בדיו דיונון, מדוע לא מאובנים אחרים, כמו נוצות? ניתוח של וינטר ועמיתיו של נוצה קרטונית שנמצאה בברזיל, פתח את האפשרות, והשאיר את החוקרים להסיק, "גילוי המלנוזומים השמורים פותח אפשרות לפרש את צבעם של ציפורים נכחדות ודינוזאורים אחרים."

משיכת צבע מהעבר דורשת שילוב של ממצאי מזל עם טכניקות הדמיה מתקדמות, אומר הפליאונטולוג של וירג'יניה טק, קייטלין קולארי. ראשית, פליאונטולוגים זקוקים למאובנים שככל הנראה שמרו על המלנין - מאובן לא רק עם עצמות, אלא נוצות, עור או שיער. מאובנים אלה מכילים לרוב גם מלנוזומים וגם פיגמנט מלנין כימי, וכשפליאונטולוגים מוצאים מאובן כזה הם יכולים להשתמש בטכנולוגיה מודרנית כדי להביט מקרוב.

"אתה מתחיל בחיפוש אחר המיקרו-בודיות באמצעות מכשירים כמו סריקת מיקרוסקופים אלקטרונים, " אומר קולרי. ברגע שהצורות האופייניות הללו מופיעות, ניתוח כימי יכול לאשר את נוכחותו של פיגמנט המלנין. "זה היה קריטי במיוחד בשלב מוקדם במחקרי מלנין מאובנים מכיוון שעדיין היה ספק כי המיקרוביולוגיות היו למעשה מלנוזומים ולא מבנים דומים אחרים, כמו חיידקים, " אומר קולרי. משם ניתן להשוות השוואה בין חתימות פיזיקליות וכימיות של המלנוזומים והמלנין לאלה של בעלי חיים חיים, שעבורם ידוע צבע, כדי לשחזר את המראה של יצורים מתים מזמן.

כאשר הודיעו פליאונטולוגים על גילויו של הדינוזאור הנוצה אנצ'ורניס בשנת 2009, הפלומה השמורה סביב השלד הייתה גוון כהה וצבעי פחמן. אולם ניתוח מאובן נוסף של אנצ'יורניס שבוצע על ידי וינטר ועמיתיו בשנה שלאחר מכן גילה דפוס צבעוני בולט שהיה בעבר בלתי נראה. התפוצה והפרטים של המלנומוזומים שהשתמרו העידו כי אנצ'יורניס היה מכוסה בנוצות של שחור לבן - לא שונה מזו שעשויה מעיניה - עם גוש נוצות אדומות על ראשו. לראשונה שוחזר דינוזאור באופן מלא בצבע חי.

אנצ'ורניס האקסלי שחזור של צבע הפלאומה של הטרודונטיד היורה Anchiornis huxleyi . (MA DiGiorgio / Quanguo Li et al. / Science 327.5971)

בזה אחר זה, דינוזאורים אחרים החלו להראות את צבעיהם האמיתיים. השבוע לפני שיצא העיתון אנצ'ורניס, הוצג כינוזל הדינוזאור הקטן והמעורפל Sinosauropteryx היה בעל זנב תוסס אדום-לבן. בשנת 2012, הוצג הסידור הערום של המלנומוזומים שנמצאו בנוצות של הדינוזאור הארבע-כנפיים Microraptor כיצור ברק ססגוני דומה לזה של עורב מודרני. (דינוזאורים העופות נרתמו גם הם לרשימה, עם פינגווינים מאובנים ענקיים הנושאים דפוסי צבע של שחור, אדום ואפור.) ובעוד שמחקרים מוקדמים התמקדו בנוצות, פליאונולוגים גילו עד מהרה שמלנומוזומים יכולים לחשוף גם את הגוונים של דינוזאורים קשקשיים. הדינוזאור המקורן והקרני, פסיטטקוזאורוס, היה מצטלל כהה מעל ואור למטה כדי לעזור בהסוואה, והדינוזאור המשוריין העצום בוריאופלקטה נתן גוונים חומים אדמדמים.

באופן טבעי ישנם כמה גבולות לגישה זו. הראשונה היא שעצמות בלבד אינן מועילות. חייב להיות איזשהו רקמה רכה שמורה, כמו נוצות או עור. רשמים לא יעשו. "אתה צריך שאריות אורגניות, " אומר וינטר. היה צריך להיקבר את החיה הפרה-היסטורית כל כך מהר ולשמר אותה בפרטי פרטים, כך ששמרים של רקמות החיה בפועל נשמרים.

ולא כל הצבעים אצל בעלי חיים נוצרים על ידי מלנוזומים. כמה צבעים, כמו צהוב וכחול, נוצרים על ידי ביוכימיקלים שעדיין לא גילו במאובנים הפליאונטולוגים. המתודולוגיה הנוכחית לא תפעל עבור כל דינוזאור או כל צבע. אבל החדשות הטובות הן שהגישה יוצרת תמונה חלקית לפחות.

בוריאופלסטה מרקמיצ'לי תצלומים של ההיוטיפוס של הדינוזאור המשוריין בוריאופלקטה מרקמיצ'לי . מחקרים על מאובנים זה גילו צבעוניות והסוואה בצבע חום-אדמדם בצורת צלליות. (Caleb M. Brown et al. / Biology Current 27.16 2514-2521.e3)

מה המשמעות של הצבעים לבעלי החיים עצמם זה עניין אחר. במקרה של בוריאופלסטה, למשל - עם דפוס אדום חלוד מלמעלה, אור על החלק התחתון - יתכן וההצללה הייתה דרך עבור הדינוזאור הנמוך בתנועה להסתתר מפני הטירנוזאורים הרעבים של אותה תקופה. דינוזאורים אחרים היו נוצצים יותר. זנב קנה הממתקים של Sinosauropteryx היה ככל הנראה אות חברתי, ששימש דינוזאורים אלה לתקשורת זה עם זה כשנפגשו.

סוג זה של ניתוח חושף את הפוטנציאל של השדה המתהווה של צבע מאובנים. על ידי שחזור גוונים ארוכים שאבדו, פליאונטולוגים יכולים לאתר ולחקור התנהגויות קדומות שהוסתרו בעבר מהעין.

צבעים שונים מספרים סיפורים שונים. החושך שמעל, אור מתחת לדפוס ופסים של הדינוזאור הקרניים Psittacosaurus עשוי להצביע על כך שחיה זו חיה בסביבת יער מיוערת עם אור מפוזר, בעוד שמסיכת השודדים ופסים של Sinosauropteryx עשויים להצביע על העדפה לבתי גידול פתוחים יותר שבהם ההתמזגות הייתה קריטית ל לא נבחר על ידי טורף גדול יותר. שהדינוזאורים מוסווים לא רק אומר משהו על מקום מגוריהם, אלא גם על הסכנות בהן התמודדו. "מחקרי צבע מאובנים באמת מציעים הזדמנות חסרת תקדים להביא פרשנויות לגבי התנהגות וביולוגיה מהתיעוד המאובני, " אומר קולרי.

נוצות מאובנים השוואה בין הפרופורציות של מלנוזום ומורפולוגיה של נוצה מתארת ​​בגוף של פינגווינים שנכחדו Inkayacu paracasensis (A ו- B) ופינגווינים קיימים מייצגים (C ו- D). (ג'וליה א. קלארק ואח '/ מדע 330.6006)

פליאונטולוגיה הייתה מאז ומתמיד מדע בין-תחומי, בצומת דרכים רבות של תחומים כמו אנטומיה וגיאולוגיה. חקר הצבעים המאובנים מרחיב את התחום עוד יותר, מתוך שיטת ביוכימיה וטכניקות הדמיה מתקדמות כמו גם הגישות המורפולוגיות המסורתיות יותר.

"אני חושב שאנחנו צריכים להיות פתוחים לעובדה שמחקר דינוזאורים כבר לא סתם קופץ עצמות", אומר וינתר. "עדיין יש לתאר טונות של דינוזאורים נוציים ומאובני ציפורים, כך שבקרוב נוכל לכתוב את מדריך Audubon לציפורים ודינוזאורים של קרטיקון ולהראות באילו בתי גידול הם חיו ואולי בקרוב להראות מעילי נוצות זכר ונקבה, מה שבוודאי היה מגוון בהרבה מיני דינוזאורים. "

המחקר נמשך, אך מה שכבר נמצא מעלה שאלות על מה שעשוי להיעשות עדיין מהתיעוד המאובנים. "אולי נגלה יום אחד כי היו להם פלומה עונתית, כמו תצוגות צבעוניות לזמן ההזדווגות", אומר וינתר, "ואם נגלה אי פעם דינוזאורים מרקמות רכות ברוחב רוחב גבוה יותר, כמו אוסטרליה, אולי נראה כמה עם שזירה לבנה במהלך החורף הקר והשלג. "ממצא כזה יהיה באמת דינוזאור בצבע אחר.

צבעי הדינוזאורים פותחים חלון חדש לחקר העבר