Englannin fossiilien keräilijä Elizabeth Philpot lähetti 9. joulukuuta 1833 kirjeen luonnontieteilijälle William Bucklandille. Sen lisäksi, että Philpot pyysi takaisin joitakin Bucklandin meri-matelijoiden nikamia, Philpot sisälsi myös muistiinpanoja äskettäisestä matkasta, jolla oli nuori nouseva fossiilikoira - edelläkävijä paleontologi Mary Anning. Mutta se, mikä teki nuotin erikoiseksi, oli kuva, jonka Philpot oli sisällyttänyt kirjeeseen. Se kuvaa Ichthyosaurus- kallon hammashymyä, joka on piirretty monien sellaisten fossiilien jälkeen, joita Philpot, hänen sisarensa ja Anning löysivät muinaisista kivistä Englannin etelärannikolta. Ja sitä ei piirretty millään tavallisella musteella. Seepiasävyt valmistettiin kalmarin kaltaisen olennon säilyneestä musteesta, joka löytyi samoista talletuksista kuin ichthyosaur. Elvytettiin 200 miljoonan vuoden kuluttua.
Pinnalla Philpotin piirustus saattaa tuntua vain siisti fossiilinen temppu. Vuonna 2009 toinen muinaisesta musteesta tehty piirustus herätti jälleen huomiota yllättävään tosiasiaan, että esihistoriallisen värin jäljet saattavat pysyä 2000-luvulla. Mutta se, että tällaiset ensisijaiset sävyt voidaan palauttaa lainkaan, avaa tieteellisen mahdollisuuden. Oikeilla näytteillä asiantuntijat voivat aloittaa värityksen fossiilitiedotteessa.
Joskus muinaiset sävyt voidaan nähdä paljain silmin. "Tutkijat ovat tienneet fossiilisten hyönteisten värimallista ja nilviäisten värimalleista aina viktoriaaniseen aikaan", Bristolin yliopiston paleobiologi Jakob Vinther sanoo. Mutta se on mahdollisuus avata dinosaurusten värit, joka on saanut aikaan asiantuntijoiden ja yleisön mielikuvituksen.
Lähes koko paleontologian historian ajan ei ollut mitään keinoa kertoa, mitä sävyjä dinosaurukset todella käyttivät. Ehkä poikkeuksellisissa olosuhteissa fossiili saattaa säilyttää joitain pehmytkudoksia, joissa on vaalean ja tumman ihon laikkuja tai raidallinen liho, mutta eläimen todellisen elämän värin ajateltiin pitkään olevan havaitsemisen ulottumattomissa. Silti löydöt, kuten Philpotin erittäin vanhan musteen käyttö, osoittivat, että värin kuiskaukset saattavat selviytyä loppujen lopuksi. Hienovaraisen säilytystilan ja edistyneen kuvantamistekniikan yhdistelmän ansiosta paleontologit oppivat entistä paremmin Mesozoic-paletista kuin fossiilien mikroskooppiset yksityiskohdat.
Varhaisen liitukaarisen paravanilaisen dinosauruksen, Microraptorin, jälleenrakentaminen päätetyn värityksen avulla. (Quanguo Li et ai. / Science 335.6073) Biologinen avain värjäyspelin ratkaisemiseen tulee pienisäikeisiin rakenteisiin, joita kutsutaan melanosomeiksi. Nämä ovat pieniä, hauraita organelleja, jotka sisältävät pigmenttiä tai melaniinia, ja niitä on läsnä pehmeissä kudoksissa, kuten iho, vaa'at ja höyhenet. Ja vaikka nämä yksityiskohdat heitettiin usein syrjään fossiilisina bakteereina viime vuosikymmeninä, 2000-luvun uusitut ponnistelut ovat pystyneet löytämään yhteyden näiden pienten rakenteiden ja värien välillä.
Samanlainen fossiili kuin se, joka inspiroi Philpotin taidejoukkoa Vinther, joka on nyt Bristolin yliopistossa, fossiilisten värien polulla, vuonna 2006. Vintherin tutkitun fossiilisen kalmarin mustesäiliö sisälsi melanosomeja 200 miljoonan vuoden kuluttua. Ja jos niitä löytyy kalmarimusteesta, miksi ei muita fossiileja, kuten höyheniä? Vintherin ja kollegoiden analyysi Brasiliasta löydetystä liituhiuta sulmasta avasi mahdollisuuden, jolloin tutkijat päättelivät: "Säilyneiden melanosomien löytäminen avaa mahdollisuuden tulkita sukupuuttoon kuollut linnut ja muut dinosaurukset."
Värin vetäminen menneisyydestä edellyttää yhdistelmää onnekkaita löytöjä edistyneiden kuvantamistekniikoiden kanssa, sanoo Virginia Tech paleontologi Caitlin Colleary. Ensinnäkin paleontologit tarvitsevat fossiilin, joka on todennäköisesti säilyttänyt melaniinin - fossiilin, ei vain luiden kanssa, vaan myös höyhenet, iho tai hiukset. Nämä fossiilit sisältävät usein sekä melanosomeja että kemiallisesti hajoavaa melaniinipigmenttiä. Kun paleontologit löytävät tällaisen fossiilin, he voivat käyttää nykyaikaista tekniikkaa tarkemmin.
"Aloitat etsimällä mikro-elimiä käyttämällä välineitä, kuten skannaavia elektronimikroskooppeja", Colleary sanoo. Kun nämä tyypilliset muodot ilmestyvät, kemiallinen analyysi voi vahvistaa melaniinipigmentin esiintymisen. "Tämä oli erityisen kriittistä jo fossiilisten melaniinitutkimusten varhaisessa vaiheessa, koska oli edelleen epäilyjä siitä, olivatko mikro-elimet todella melanosomeja eikä muita samanlaisia rakenteita, kuten bakteereja", Colleary sanoo. Sieltä melanosomien ja melaniinin fysikaalisten ja kemiallisten allekirjoitusten vertailuja voidaan verrata elävien eläinten, joiden väri tunnetaan, allekirjoittamiin fyysisiin ja kemiallisiin allekirjoituksiin pitkään kuolleiden olentojen ulkoasun rekonstruoimiseksi.
Kun paleontologit ilmoittivat sulkaisen dinosaurus Anchiorniksen löytöstä vuonna 2009, luurankoa ympäröivä säilynyt höyhen oli tumma, hiilenvärinen . Mutta Vintherin ja kollegoiden seuraavana vuonna suorittama analyysi toisesta Anchiornis- fossiilista paljasti silmiinpistävän värikuvion, joka oli aiemmin ollut näkymätön. Säilyneiden melanosomien jakauma ja yksityiskohdat osoittivat, että Anchiornis oli peitetty mustan ja valkoisen höyhenellä - joka ei ole samanlainen kuin harakka - punaisten höyhenten roiskeena päähänsä. Ensimmäistä kertaa dinosaurus oli palautettu kokonaan eläväksi.
Jurassic troodontid Anchiornis huxleyi hampaiden värin jälleenrakentaminen. (MA DiGiorgio / Quanguo Li et ai. / Science 327.5971) Yksitellen muut dinosaurukset alkoivat näyttää todellisia värejään. Viikolla ennen Anchiornis- lehden ilmestymistä pienellä, sumuneella dinosauruksella Sinosauropteryxilla osoitettiin elinvoimainen, punavalkoinen nauhahäntä. Vuonna 2012 neli siivekkään dinosauruksen Microraptorin höyhenistä löydettyjen pinottujen melanosomien järjestely osoitettiin luovan värikkään sävyn, joka on samanlainen kuin modernilla korvalla. (Lintujen dinosaurukset liittyivät luetteloon myös jättiläisillä fossiilipingviinilla, joissa oli mustan, punaisen ja harmaan värimalleja.) Ja vaikka varhaisissa, höyheniin keskittyvissä tutkimuksissa paleontologit havaitsivat pian, että melanosomit voivat paljastaa myös hilseilevien dinosaurusten sävyt. Nokkainen, sarveinen dinosaurus Psittacosaurus oli varjostettu tummaksi yläpuolelle ja vaalealle alapuolelle naamioinnin helpottamiseksi, ja valtava panssaroitu dinosaurus Borealopelta urheili punertavanruskeita sävyjä.
Tätä lähestymistapaa on luonnollisesti rajoitettu. Ensimmäinen on, että luista yksin ei ole apua. Siellä on oltava jonkinlainen säilynyt pehmytkudos, kuten höyhenet tai iho. Vaikutelmat eivät tule. "Tarvitset orgaanisia jäämiä", Vinther sanoo. Esihistoriallinen eläin oli haudattava niin nopeasti ja säilytettävä niin yksityiskohtaisesti, että eläimen todellisten kudosten jäännökset säilyvät.
Ja kaikki eläinten värit eivät ole melanosomien luomia. Jotkut värit, kuten keltaiset ja siniset, on luotu biokemiallisilla aineilla, joita paleontologien ei ole vielä havaittu fossiileissa. Nykyinen menetelmä ei toimi jokaisessa dinosauruksessa tai kaikissa väreissä. Mutta hyvä uutinen on, että lähestymistapa luo ainakin osittaisen kuvan.
Valokuvia panssaroidun dinosauruksen Borealopelta markmitchelli holotyypistä. Tämän fossiilin tutkimukset paljastivat punertavanruskean värjäytymisen ja naamioinnin maalauksen muodossa. (Caleb M. Brown et ai. / Current Biology 27.16 2514-2521.e3) Mitä värit tarkoittivat eläimille itselleen, on toinen asia. Esimerkiksi Borealopeltan tapauksessa - jossa ruosteenpunainen kuvio ylhäällä, vaalea alhaalla - varjostus on saattanut olla tapa, jolla matalalla olleella dinosauruksella piiloutui aikakauden raivokkaat tyrannosaurukset. Muut dinosaurukset olivat nopeampia. Sinosauropteryxin karkkiruo'on pyrstö oli todennäköisesti sosiaalinen signaali, jota nämä dinosaurukset käyttivät kommunikoimaan keskenään tapaamassaan.
Tämän tyyppinen analyysi paljastaa syntyvän fossiilisten värien kentän potentiaalin. Rekonstruoimalla kauan kadonneet sävyt, paleontologit voivat havaita ja tutkia muinaisia käyttäytymismalleja, jotka ovat aiemmin piilotettu näkymästä.
Eri värit kertovat erilaisia tarinoita. Psittacosaurus- sarjan dinosauruksen tumma yläpuolella, vaalea kuvio ja raidat saattavat osoittaa, että tämä eläin asui metsäisessä elinympäristössä, jossa on hajavaloa, kun taas Sinosauropteryxin bandiittimaski ja raidat saattavat viitata mieluummin avoimempiin elinympäristöihin, joissa sekoittuminen oli kriittistä suurempi lihansyöjä ei valinnut niitä. Se, että dinosaurukset on naamioitu, ei sano vain jotain asumisestaan, vaan myös vaaroista, joita he kohtaavat. "Fossiilisten värien tutkimukset tarjoavat todella ennennäkemättömän mahdollisuuden tehdä tulkintoja käyttäytymisestä ja biologiasta fossiilisten tietojen perusteella", Colleary sanoo.
Melanosomiosuuksien ja kehon muotohirsien morfologian vertailu sukupuuttoon kuolleiden pingviinien Inkayacu paracasensis (A ja B) ja edustavien olemassa olevien pingviinien (C ja D) vertailussa. (Julia A. Clarke et ai. / Science 330, 6006) Paleontologia on aina ollut monitieteinen tiede monien tieteiden, kuten anatomian ja geologian, tienhaarassa. Fossiilisten värien tutkimus laajentaa kenttää edelleen vetämällä biokemiasta ja edistyneistä kuvantamistekniikoista sekä perinteisemmistä, morfologisista lähestymistavoista.
"Mielestäni meidän on oltava avoimia tosiasialle, että dinosaurustutkimus ei ole enää pelkästään luun hellittämistä", Vinther sanoo. ”Siellä on tonnia höyhenpeiteisiä dinosauruksia ja lintujen fossiileja, jotka ovat vielä kuvaamattomia, joten voimme pian kirjoittaa Audubon-oppaan kriidieläimille ja dinosauruksille ja näyttää, missä elinympäristöissä he asuivat, ja ehkä pian näyttää uros- ja naispuolisten höyhenet, jotka varmasti olisivat olleet erilaisia monissa dinosauruslajeissa. ”
Tutkimusta jatketaan, mutta se, mikä on jo löydetty, herättää kysymyksiä siitä, mitä fossiilitiedotteesta voitaisiin vielä selvittää. "Ehkäpä jonain päivänä huomaamme, että heillä oli kausiluontoinen mänty, kuten värikkäitä näytöksiä pariutumisaikaa varten", Vinther sanoo, "ja jos löydämme koskaan pehmytkudoksen dinosauruksia korkeammilla leveysasteilla, kuten Australia, ehkä me näemme joitain valkoisilla hampuilla aikana kylmät ja lumiset talvet. ”Tällainen löytö olisi todella erivärinen dinosaurus.
