среда, 26 января 2011 г.

Окрас динозавров

Окрас динозавров до самого недавнего времени оставался неразрешимой загадкой палеонтологии. Никто доподлинно не знал, какого цвета могли быть, скажем, Тираннозавр, Трицератопс или Брахиозавр. В этом вопросе ученым приходилось всецело полагаться на фантазию художника палео-реконструктора, давая ему лишь некоторые советы общего плана. Например, что животное, обитавшее в аридной (пустынной) зоне, скорее всего, имело неброскую, охристых оттенков расцветку. Это позволяло ему не выделяться среди монотонного желто-бурого ландшафта. Существо же из буйных джунглей, вероятно, было облачено в камуфляж зеленоватых тонов. Поэтому сегодня на страницах книг и экранах кинофильмов мы видим одних и тех же динозавров весьма различно «загримированных». Диплодок может быть как консервативно серым, так и вычурно красным, в зависимости от желания художника. И возразить тут нечего. Однако в нашем тысячелетии палеонтологи, похоже, научились-таки распознавать истинные цвета у некоторых динозавров!





Пример консервативной окраски Диплодока

Пример ничем не ограниченной фантазии художника – Диплодок на выданье

Первые шаги, в установлении естественного окраса динозавров, связаны с перьям.
В 2008-м году выходит работа Якоба Винтера (Jakob Vinther) с коллегами, в которой американские ученые показывают, что в окаменевших перьях можно различить меланосомы! О наличии микроскопических телец, размером около 2-х микрометров, в останках опахал было известно и ранее. Но считалось, что эти ультраструктуры являются не чем иным, как окаменевшими бактериями - меланосомы и бактерии весьма схожи по форме и размерам. Однако, такой взгляд не выдерживает критики. Во-первых, если это тельца окаменевших микроорганизмов, которые принимали участие в деградации органики после смерти животного, почему они упакованы только внутри перьев, причем именно в тех их частях, в которых у современных птиц присутствуют меланосомы? Во-вторых, сама упаковка (расположение, слои и ряды) этих ультраструктур, подобна той, что имеет место в случае меланосом, но никак не бактерий, которые в принципе не могут формировать организованные слои. Ну и наконец, если бы это были бактерии, их тельца обнаруживались бы на протяжении всего опахала пера, а не полосами, как это отмечено в окаменевших останках. Получается, что в каком-то месте микроорганизмы кушали органику, а чуть в стороне уже брезговали? На самом деле, зональность обусловлена расцветкой перьев. В местах скопления меланосом перо имело окраску, там где их нет – не было и пигментации.

Меланосомы из Эоценового пера

Меланосомы – это клеточные органеллы, содержащие пигмент меланин. Образование меланосом происходит в эпидермисе (верхнем слое кожи), в клетках меланоцитах. Затем меланосомы мигрируют в другой тип эпидермальных клеток – в кератиноциты. Плотно упакованные в кератиновом матриксе, они затем оказываются в бородках пера, придавая последнему различную окраску. Меланосомы крайне устойчивы к химической и физической деградации и вполне могут сохраняться в течение миллионов лет.
Если в первой своей работе аспирант Винтер просто доказал наличие меланосом в изолированном контурном пере птицы из раннего Мелового периода, то в последующей, на основе анализа расположения и формы меланосом, он с коллегами, уже попытался восстановить окраску. Выяснилось, что птичье перо из Эоцена (ранний Кайнозой) 50-40 млн лет назад было либо иссиня-черным, как у сегодняшних воронов, либо черным с зеленым или медным переливом.

Останки (сверху вниз) Синорнитозавра, Синозавроптерикса и Конфуциусорниса

Пекинский палеонтолог Фучен Жанг (Fucheng Zhang) с соавторами из Китая, Великобритании и Ирландии также описал наличие меланосом, причем как в перьях примитивной птицы из раннего меловго периода Конфуциусорниса (Confuciusornis), так и в протоперьях! ее современников, теропод Синорнитозавра (Sinornithosaurus) и Синозавроптерикса (Sinosauropteryx).
Им удалось частично восстановить окрас Синозавроптерикса. Динозавр имел темные полосы вдоль хвоста и зону рыжих или каштановых протоперьев вдоль спины.

Достоверная реконструкция Синозавроптерикса


Синозавроптерикс

Кроме того, ученые акцентируют внимание на том, что наличие меланосом является доказательством в пользу протоперьев, как производных именно эпидермиса! Что отпечатки протоперьев – это не следы каких-то разрушенных коллагеновых волокон внутреннего слоя кожи, а именно структур, родственных настоящим перьям.
Меланосомы удалось обнаружить в протоперьях также и других теропод - Бейпяозавра (Beipiaosaurus), Педопенны (Pedopenna), Исянозавр (Yixianosaurus). А еще у Анхиорниса (Anchiornis).
Что касается последнего, то команде китайских и американских палеонтологов под руководством доктора Ричарда Прума (Richard Prum), удалось практически полностью реконструировать его окрас!
Анхиорнис Хаксли – небольшой теропод длиной 34 см и массой примерно 110 граммов. Его родовое название можно перевести как “рядом с птицами”, а второе, видовое, он получил в честь Томаса Хаксли, английского зоолога, последователя и защитника эволюционной теории Дарвина. Останки Анхиорниса были извлечены из пород более древних, чем те, что таили в себе Археоптерикса! Время обитания этого пернатого динозавра, датируется 161-151 млн лет до нашей эры.
Анхиорнис любопытен не только своим возрастом, благодаря которому он может претендовать на звание промежуточного звена между динозаврами и птицами, но еще и наличием оперения на всех четырех конечностях! Подобно тому, что имелось у младшего его собрата – Микрораптора (Microraptor).

Микрораптор

Ранняя, не достоверная с точки зрения окраса, реконструкция внешнего вида Анхиорниса

Однако, если Микрораптора считают летающим динозавром, использовавшим для перемещения по воздуху все четыре своих конечности, то Анхиорнису в способности взмывать в небесные выси ученые отказывают. Даже несмотря на то, что он имел более развитые передние конечности, чем Микрораптор (а это один из индикаторов способности к полету). Но, Анхиорниса подводят задние ноги. Они были удлинены и хорошо приспособлены к быстрому бегу. Кроме того, его покровные перья еще не были приспособлены для полета.
Тем не менее, это не мешало Анхиорнису быть вполне успешным, многочисленным видом. О чем говорит богатство находок этого динозавра – в научной литературе описаны только 3 экземпляра, однако останки многих Анхиорнисов разбросаны по частным коллекциям и музеям (в одном китайском музее их насчитывается аж 255 штук)!

Останки Анхиорнисов

Анхиорнисы не были пестрыми птахами. На основе анализа размеров, формы, плотности упаковки и распределения меланосом в окаменевших перьях динозавра, палеонтологи пришли к выводу, что Анхиорнис имел сероватый окрас. На голове его выделялся яркий гребень, вкрапления красных перьев имелись также на щеках. Конечности динозавра были покрыты темными и светлыми перьями, формирующими полосы разной толщины. Какую расцветку мог иметь хвост Анхиорниса, к сожалению, не известно. У того образца, который исследовала команда доктора Прума, эта часть тела была утрачена.

Анхиорнис

Важной деталью, которую отметили исследователи Анхиорниса, является различие в концентрации пигмента не только между различными перьями, но и внутри одного и того же пера (у Синозавроптерикса, к примеру, различно окрашенными могли быть лишь отдельные протоперья)!. Это эволюционное новшество у нелетающего динозавра наталкивает на мысль, что перья, изначально использовались для демонстрации и эволюционировали отнюдь не для полета, а как оружие в битве полов, и лишь гораздо позднее они были адаптированы для покорения воздушного пространства.

Анхиорнис

Конечно, портрет этого теропода из юрского периода не полон. И не только по причине утраты хвоста, но еще и потому, что меланосомы, содержащие меланин, не единственные определяют расцветку перьев. Другие органические пигменты, такие как каротиноиды и порфирины также вносят свою лепту. К сожалению, их наличие определить и измерить морфологически (с помощью микроскопа, как в случае с меланосомами) не возможно. Но даже эта приблизительная реконструкция лучше, чем ничего! Она заставляет надеяться, что вскоре мы узнаем, какого действительно цвета были многие из уже известных нам динозавров. Как выглядели они при жизни, а не в воображении художников.


Публикация-источник (2008)
Публикация-источник (2009)
Публикация-источник (2010)
Публикация-источник (2010)

2 комментария:

  1. Спасибо. Очень интересно. Всегда хотелось знать, как же выглядели динозавры. О пернатых теперь кое-что понятно, а вот о цвете кожи остальных остаётся только догадываться :)

    ОтветитьУдалить
  2. да, прецедентов с восстановлением цвета кожи пока не знаю. но, поживем-увидим ;)

    ОтветитьУдалить