恐龙羽毛颜色的复原研究

恐龙羽毛颜色的复原研究

羽毛是鸟类的表皮衍生物，不仅形态结构多样，而且色彩图案丰富。羽毛颜色可分为色素色和结构色，而最终表现出的颜色是这两种颜色产生机制的综合效应。中国辽宁西部地区中生代带羽毛恐龙化石的发现，证实了羽毛在鸟类祖先恐龙身上已经出现，那么恐龙羽毛是否也具有与鸟类一样的颜色及颜色产生机制也成为人们关注的热点问题。

羽毛化石中色素体的发现为复原带羽毛恐龙的羽毛颜色打开了一扇窗口。在汉斯出版社《自然科学》期刊中，有论文介绍了辽西中生代带羽毛恐龙羽毛颜色复原研究的最新进展以及该研究在认识恐龙生理生态上的意义。

鸟类的羽毛由β-角蛋白组成，典型的羽毛主要由羽轴、羽枝和羽小枝构成。羽小枝上伸有许多微小的倒钩，相邻羽枝通过这些倒钩彼此互相钩接，形成一枚片状羽毛。由于羽毛色素成色中的类胡萝素和卟啉等不是以微体颗粒形式存在，并且在羽毛石化过程中通常被降解，因此目前对化石羽毛的颜色复原仅限于黑色素色和与黑色素体有关的结构色。对化石羽毛的黑色素色复原是建立在现生羽毛黑色素成色研究基础上的，研究表明，现生羽毛黑色素体的密度、结构、排列方式与羽毛颜色之间存在着对应关系，这种对应关系是化石羽毛黑色素色复原的依据。

首先是在化石羽毛上进行多点取样，然后利用扫描电镜(SEM)进行观察，找到黑色素体后进行长宽度的测量。通过统计学判别分析，对测得的各点黑色素体数据与现生羽毛的各类型黑色素体数据集进行相似性检验，判断其与哪类现生羽毛的黑色素体更相似，那么那类现生羽毛黑色素体所表达的颜色就被作为化石羽毛这一点的复原色。随着采样点的增多，就可以判断整个羽毛或全身羽毛的基本色调。

鸟类羽毛颜色在鸟类生活中具有多重功能和意义，除展示、警示和隐身功能意义外，还有个体、性别以及个体生长阶段的表达和识别功能，也能反映其生活习性和所处的生态环境。因此，对化石羽毛颜色的复原及其包含的生物学、生态学信息的解读，会为恐龙研究开拓新的领域和方向，使我们更全面地了解羽毛的功能演化以及恐龙和原始鸟类的生活。当然，这一领域的研究才刚刚开始，目前的工作也仅限于色素成色中的黑色素成色。

由于现生鸟类羽毛中的类胡萝卜素和卟啉等色素不能像黑色素一样，以一定形态保存下来，因此在恐龙羽毛中是否曾经存在并成色还不很清楚。即使是黑色素成色，由于保存有羽毛的标本都非常珍贵，而目前的研究取样又具有破坏性，所以取样数量受到限制，难以实现对整体羽毛黑色素色的百分之百的复原，但可以对整体羽毛的黑色素色基本色调进行判断。已有的研究表明，目前在化石羽毛中观察到的黑色素体形态类型在现生羽毛中都存在，并且也可以通过化学方法证明化石羽毛中的颗粒结构是黑色素体，所以这种对化石羽毛的黑色素色“复原”是科学可信的，随着研究的深入、方法手段的进步，相信对恐龙以及化石鸟类羽毛颜色的复原将会逐渐接近其原始颜色图案。

文章来源：https://doi.org/10.12677/OJNS.2020.86074