中外科学家首次发现恐龙羽毛颜色的证据

　　恐龙有羽毛？这恐怕与大多数公众在影视作品中所得到的恐龙形象有些“出入”，不过，有羽毛的恐龙确实存在于亿万年前，而且，他们的羽毛还可能“色彩斑斓”。中国、英国和爱尔兰三国科学家共同完成的一项最新研究发现，恐龙的羽毛中存在两种黑色素体，它们的身体可能呈现出以灰色、褐色、黄色和红色为主的各种色彩，这首次为科学复原恐龙的颜色提供了实实在在的依据，远古时代的恐龙的确具有“色彩斑斓”的基础。

中华龙鸟彩色复原

　　2010年1月28日英国《自然》（NATURE）杂志以“Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds”(黑色素体化石及白垩纪恐龙与鸟类的颜色)为题介绍了由中国、英国和爱尔兰等三国科学家（张福成，Stuart L Kearns，Patrick J Orr，Michael J Benton，周忠和，Diane Johnson，徐星，汪筱林）共同完成的这一研究成果。

　　该研究主要有以下三方面的科学意义：1）首次科学验证了一些恐龙（如中华龙鸟、中国鸟龙等）的纤维状‘毛’状结构与鸟类羽毛的同源性，即同属皮肤衍生物，而不是皮肤内的纤维；这一发现倾向支持鸟类起源于恐龙的假说；2）首次为复原带毛恐龙身体的颜色提供了科学根据，同时也是第一次对热河生物群的鸟类的羽毛颜色复原提供了证据；3）这项成果为从微观的层次研究羽毛的起源和演化开辟了新的途径；也为依靠电子显微镜技术、地球化学手段以及通过古生物学与现代细胞生物学及现代生物化学的学科交叉，研究当时的古环境及埋藏学等探索了新的途径。

　　对生活在1.2-1.3年前的热河生物群的各类古生物的研究是当前国际古生物界的热点之一，十多年来中外科学家依据这些生物发表了一系列的高质量论文，其中对恐龙和古鸟类的研究更是集各关键和难点问题于一体，争论颇多。这主要涉及到鸟类的起源、鸟类与恐龙的系统关系、羽毛的起源及飞行的起源等问题。其中有关一些带毛恐龙的‘毛’状结构究竟是皮肤外的皮肤衍生物还是皮肤内的纤维组织的争论尤为关键。无庸置疑，近年来发现于中国的带毛恐龙是鸟类起源于兽脚类恐龙学说复兴的最重要证据之一。但是，伴随着带毛恐龙的发现，对这些‘毛’的性质也质疑不断，有些人认为一些其中的一些细丝状的结构并不属于恐龙皮肤外的结构，而是皮肤内的纤维；如果这个结论成立，这将在根本上否定鸟类的羽毛与恐龙的丝状‘毛’状物的同源关系，也将动摇鸟类起源的兽脚类恐龙学说的一个重要基石。本研究首次在亚细胞水平上证明了恐龙的丝状毛属于皮肤衍生物，而不是皮肤内的纤维；因为在这些带毛的恐龙的‘毛’中找到了与鸟类羽毛类似的黒素体，而黒素体并不存在于皮肤内部的纤维结构内。

　　地球拥有的各种无脊椎动物、脊椎动物和植物等化石常会使人们联想到几百万、几千万年、甚至数亿年前的大自然也同样拥有一个色彩斑斓的生命世界。实际上，虽然这可能是个事实，但这种推断长期缺乏科学根据。以往科学家和艺术家所描绘的各种精美的古动物彩色复原图也仅是建立在‘将近论古’的推测中，鲜有化石的实证。而此次《自然》报道的古鸟类和恐龙皮肤衍生物中存在的黑素体，首次证明生活在1.25亿年前的一些古鸟类和带毛的恐龙均具有‘色彩斑斓’的基础。科学家们在这些化石中发现了两种黑色素体，一种为真黑色素，另外一种为褐黑色素；后者为在化石中的首次发现。这两种物质均在现生鸟类的羽毛中存在。根据和现代鸟类的对比，他们推测，这些带毛的恐龙和古鸟类的身体已经具有以灰色、褐色、黄色及红色为主要色彩的基础。如果假设上述色彩可能产生不同比例的组合，那么1.2亿年前的鸟类和恐龙是否已经能如同今天的鸟类一样“五颜六色、姹紫嫣红……”？

　　在以往的早期羽毛等皮肤衍生物的工作中，主要凭借肉眼和光学显微镜等手段进行细胞、组织水平以上的形态学研究。而本项研究主要是通过电子显微镜和能谱等技术，开创了研究1.25亿多年前细胞内结构-黑色素体的先河，为今后从微米水平上进行类似的细胞、亚细胞结构的古生物研究奠定了基础，并为从微观水平上研究当时的古环境和埋藏学提供了新的手段，促进了古生物学与现代生物学的交叉与融合，以形成新的学科增长点。

* 该研究背景资料：

　　2008年，耶鲁大学的Jakob Vinther等由古生物学家和鸟类学家组成的研究团队首次在巴西早白垩世的化石羽毛中发现了包含真黑色素的黑色素体。根据他们的研究发现，化石中实际上保存了许多含有黑色素的结构。例如，鸟类的眼睛、鱼类的眼睛，哺乳动物的毛发等。

　　2009年Jakob Vinther等人又研究了德国始新世的鸟类的羽毛，再次发现了真黑色素体，进一步正式羽毛的颜色信息可以保存在化石中。

　　张福成，周忠和，徐星和汪筱林均为中科院古脊椎动物与古人类研究所的研究员。该项研究得到了国家自然科学基金委、科技部、中国科学院和英国自然环境研究委员会（Natural Environment Research Council）及皇家协会（Royal Society）的资助。