2010-02-08

科學家首度完成整隻恐龍的調色盤

Scientists complete color palette of a dinosaur for the first time
http://www.physorg.com/news184513494.html

February 4, 2010

(PhysOrg.com) -- 破解隱藏在化石中的微小線索,科學家發現鮮明的色彩裝飾著一種已在 1.5 億年前滅絕的有羽恐龍 -- 一個耶魯所領導的研究團隊在 2/4 的 Science 期刊上報告。

與中國最近發表的研究不同,那推論不同種類的有羽恐龍身上存在二種黑色素類型,這項 Science 研究單一一種動物的整個化石,分析了增添色彩的結構,稱為色素體(melanosomes),這項成就讓研究者能呈現整隻動物色彩豐富的斑紋(patterns)。

事實上,耶魯團隊所完成的色素體分析如此精確,以致於該團隊能為赫氏近鳥龍(Anchiornis huxleyi)的每根羽毛指定顏色。赫氏近鳥龍是一種四翼的傷齒龍科(troodontid)恐龍,生活在侏儸紀晚期的中國。這種恐龍擁有惹人注目的通體灰色,一種如 Mohawk 印第安人般紅褐色的冠毛(crest)與臉部斑點,其翅膀與雙腳則有白色的羽毛,翼尖則是閃亮亮的搶眼黑(bold black)。

"這並非烏鴉或麻雀,而是一種羽毛非常醒目的生物," Richard O. Prum 表示,系主任、耶魯 William Robertson Coe 鳥類學、生態學與演化生物學教授以及該研究的共同作者。"如果牠活在今日,將會是一種非常惹人注目的動物。

羽翼的彩色斑紋與現代那些閃亮漢堡雞(Spangled Hamburg chickens)十分相似,也許具有溝通的功能,也許能幫助恐龍吸引伴侶,Prum 指出。

由於耶魯地質學與地球物理學系畢業生 Jakob Vinther 的一項發現,人類對恐龍觀點的轉變才有可能從黯淡到絢麗。Vinther 研究古代魷魚(squid)的墨囊(ink sac)並領悟到,化石中那些微小、顆粒般的羽毛事實上是色素體 -- 一種包含黑色素(動物身上,包括鳥類,一種吸收光線的色素)的胞器。

雖然某些科學家認為這些細粒是古代細菌的遺跡,不過 Vinther、Prum 以及 Derek E.G. Briggs(Frederick William Beinecke 地質學與地球物理學教授以及耶魯 Peabody 自然歷史博物館館長)並不同意。首先,他們在一根來自巴西、具有 1.12 億年歷史的羽毛上試驗 Vinther 的理論,之後推斷一種已滅絕 0.47 億年的鳥類顏色。

這個新近研究團隊 -- 那還包括來自德州大學 Austin 分校、Akron 大學、北京大學與北京自然博物館的科學家 -- 決定要使用相同步驟仔細檢查一個赫氏近鳥龍化石,最近在中國遼寧省報告。該地區是古生物學家的金礦,除此之外,還提供大量證據證實一個曾受質疑的理論:現代鳥類是獸腳亞目(theropod)恐龍的後裔。

此耶魯團隊以及 Julia Clarke,德州大學 Austin 分校 Jackson 地球科學系的副教授 Julia Clarke 與北京大學高克勤(Gao Keqin)以及北京自然博物館的李全國(Li Quanguo)、孟慶金(Meng Qingjin)密切合作,挑選、取樣並評估赫氏近鳥龍的解剖結構和羽毛,其本身如某種新的有羽恐龍般重要。一筆來自 National Geographic Society 以及 NSF 的特殊獎助金資助這個團隊。

這個團隊仔細檢查來自這隻恐龍的 29 份羽毛樣本並對羽毛中的色素體進行詳盡測量及定位。該團隊接著對「這些色素體如何與那些已知構成現存鳥類身上特殊顏色的色素體類型相比」進行統計性分析,所使用的資料是由 Akron 大學的 Matt Shawkey 等人所彙編。這項分析讓科學家能以 90% 的準確度分辨各個羽毛的顏色,也因而拼湊出這種絕種動物豐富多彩的外貌。

這項研究為「恐龍第一次演化出羽毛並非為了飛行而是為了某些其他目的」這個概念,增加了顯著的份量。

"這意味著彩色斑紋(color-patterning)功能 -- 例如偽裝或炫耀 -- 必定在恐龍羽毛的早期演化上具有某種關鍵作用,且與飛行的演化或改良過的空氣動力學功能一樣重要," Clarke 表示。

這些新發現為令人矚目的、先於現代鳥類源起的恐龍羽毛演化史提供大量的洞見。這項研究提出證據證明羽毛內以及羽毛間彩色斑紋的演化比先前所認為的還要早。此外,這些結果指出,恐龍羽毛也許是為了溝通而演化。

"寫下第一本合乎科學的、描述一種已滅絕恐龍之外貌的「田野調查指南」是一種令人振奮且難忘的體驗 -- 每個曾為恐龍著迷的孩子的終極夢想," Prum 說。"現在,這個夢真的有可能。"

※ 相關報導:

* Plumage Color Patterns of an Extinct Dinosaur
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/science.1186290
Quanguo Li, Ke-Qin Gao, Jakob Vinther, Matthew D. Shawkey,
Julia A. Clarke, Liliana D'Alba, Qingjin Meng,
Derek E. G. Briggs, Long Miao, Richard O. Prum
Science, Published Online February 4, 2010
doi: 10.1126/science.1186290

恐龍羽毛的顏色

1 則留言:

fsj 提到...

科學家解謎 恐龍因隕石滅亡

【聯合報╱東京特派員陳世昌/5日電】2010.03.06

約6550萬年前的地球白堊紀時期,當時最大生物恐龍突然從地球上消失,其原因一直是科學家想要解開的謎。一個由13國41位科學家組成的研究團隊宣稱已獲致確切結論:使恐龍滅絕的元凶是隕石。

日本東北大學也參與了這項研究,科學家們的結論是,從宇宙飛來的巨大隕石(小行星),撞擊到墨西哥猶加敦半島後,漫天灰雲煙霧遮斷了陽光,靠光合作用生存的植物因而死亡,連帶使恐龍們因找不到食物而滅絕。

報告發表在5日出版的「科學(Science)」期刊上,指出過去科學界對恐龍絕滅的原因有不少理論,又以隕石說最受注目,但也有一些異論,而前述研究被認為是這諸多研究的總結。

這些研究學者是在世界的350個地層,採集了白堊紀末期的地層與隕石衝擊痕,詳加分析。另一種理論認為是火山爆發,造成恐龍滅絕,然而恐龍滅絕時代地球火山活動不如想像中大,這項原因從而被排除。

研究團隊的計算認為,直徑約10到15公里的隕石,如果以秒速20公里衝撞到當時還是淺海表層的地球,所帶來的衝撞力大約是投在廣島原子彈的10億倍。擴散到大氣中的大量塵屑,把陽光完全遮斷,造成植物不能行光合作用而死亡,恐龍因為食物減少也步上滅絕的後塵。

東北大助教授後藤和久說,這是地質學與古生物學綜合研究所獲共同結論,意義重大,解開了恐龍滅絕之謎。