色素或细菌吗?研究人员重新审视了化石羽毛中的“颜色”概念

研究羽毛化石的古生物学家提出，羽毛内部某些微观结构的形状可以告诉我们古代鸟类的颜色。但北卡罗莱纳州立大学的一项新研究表明，尚不可能判断这些结构——被认为是黑素体——是它们看上去的样子，还是仅仅是古代细菌的残余。

黑素体是一种小的、充满色素的囊，位于脊椎动物的羽毛细胞和其他色素组织中。它们含有黑色素，可以使羽毛的颜色从棕红色、灰色到纯黑色不等。黑素体的形状可以是长方形的，也可以是圆形的。对这些保存下来的羽毛中的小体的识别，引发了人们对那些曾经拥有黑素体的灭绝动物(包括恐龙)的生理学、栖息地、颜色和生活方式的猜测。

但是黑素体不是只有圆形和椭圆形的微观结构可能会出现在羽毛化石中。事实上，在化石形成之前，推动动物分解的微生物与黑素体的大小和形状相同，它们在腐烂过程中也会出现在羽毛中。

北卡罗来纳州立大学古生物学博士候选人艾莉森·莫耶(Alison Moyer)想弄清楚这些结构是否可以被确定为黑素体或微生物。利用黑色和棕色的鸡毛——鸡是现存的与恐龙和古代鸟类最接近的亲戚之一——莫耶在它们身上培养细菌，复制我们在化石记录中看到的东西。她使用了三种不同的显微镜来检查生物膜的生长模式，然后将这些结构与她切开的鸡毛中的黑素体进行比较。最后，她将微生物和实际的黑素体与化石羽毛中的结构进行了比较甘肃yumenensis这是一种生活在大约1.2亿年前的鸟类恐龙。她的发现引发了更多的问题。

“这些结构可能是鸟类的原始结构，也可能是生长在羽毛上并降解的生物膜——如果是后者，它们也会产生圆形或细长的结构，而不是黑素体，”Moyer说。“黑素体嵌在角蛋白中，角蛋白是一种非常坚硬的蛋白质，所以除非有一些降解，否则很难看到它们。但细菌正在进行降解，所以这可能是我们看到的，而不是黑素体本身。如果没有更多的数据，包括精细的化学数据，就不可能确定地说这些结构是什么。”

这项研究发表在科学报告．Moyer下一步可能的工作包括通过寻找角蛋白或细菌的分子信号来检测化石中是否存在角蛋白或细菌。

“作为古生物学家，我们现在拥有的技术是惊人的，这将使我们更容易验证我们对这些化石所做的所有假设，”莫耶说。“与此同时，也许我们可以建立一些基本标准来识别这些黑素体，比如它们是在羽毛内部还是外部发现的。”

这项研究由美国国家科学基金会(National Science Foundation)和戴维和露西尔·帕卡德基金会(David and Lucille Packard Foundation)提供部分资金。该羽毛化石由中国甘肃兰州地质博物馆提供。

皮克-

编辑:以下是论文摘要。

黑素体或微生物:检验化石羽毛中微体起源的另一种假设

作者Alison Moyer, Wenxia Zheng, Mary Schweitzer，北卡州立大学;科罗拉多西北社区学院伊丽莎白·约翰逊;马修·拉曼纳(Matthew Lamanna)，卡内基自然历史博物馆(Carnegie Museum of Natural History);李大庆甘肃地质博物馆;肯尼斯·拉克维拉，德雷克塞尔大学

发表2014年3月5日科学报告

摘要：与化石羽毛相关的微体，最初被认为是微生物生物膜，
被重新解释为黑素体;pigment-containing真核细胞器。这种解释产生了关于非鸟类和鸟类恐龙的颜色的假设。由于黑素体和微生物在大小、分布和形态上重叠，我们重新评估了这两个假设。利用扫描电镜(SEM)、场发射电镜(FESEM)和透射电镜(TEM)对现有鸡羽毛中的黑素体与同一羽毛上微生物过度生长引起的模式进行了比较。黑素体通常是内部的，嵌在形态学上不同的角化基质中。相反，微生物是在羽毛表面连续分层生长的，这与已发表的羽毛化石图像更加一致。我们将我们的研究结果与已发表的文献和一根羽毛化石的新数据进行了比较甘肃yumenensis(ANSP 23403)。“霉菌印痕”与羽毛和沉积物颗粒一起被观察到，支持微生物起源。我们提出了区分这两种微体的标准。